Родился 3 (15) ноября 1823 года[2] (по другим сведениям 28 октября (9 ноября) 1823[3] или 1824 года[4]) в селе Лупандино Ярославского уезда Ярославской губернии. Сын богатого помещика (ротмистра), происходившего из малороссийского дворянства. Карнович получил хорошее домашнее образование (свободно владел восемью языками), затем он окончил курс в Санкт-Петербургском педагогическом институте. За три года до окончания учёбы у Карновича умер отец, оставив большие долги. В результате после окончания учёбы в 1844 году Карновичу пришлось зарабатывать себе на жизнь, несмотря на желание заниматься литературой, которую пришлось оставить на полтора десятка лет. По другой версии, Карнович, убеждённый в бесчеловечности крепостного права и предпочитая жить службой, дал крестьянам вольную и остался в стеснённых обстоятельствах.
С 1845 по 1849 год Евгений Карнович служил преподавателем греческого языка сначала в Тульской гимназии, затем в Калужской. К этому времени относятся его первые публикации — переводы с греческого комедий Аристофана «Облака» («Пантеон», 1845, кн. 1) и «Лизистрата» («Библиотека для чтения», 1845, т. 73), а также оригинальные стихотворения. Одновременно со службой в гимназии Карнович с 1847 года служил правителем дел в Калужском статистическом комитете и редактировал неофициальную часть Калужских губернских ведомостей.
В 1850 или 1851 году Карнович перебрался в Вильну, где поступил на службу в должности правителя дел в канцелярии попечителя Виленского учебного округа. В 1854 году он был произведён в коллежские советники. С 1856 года Карнович был членом-сотрудником Виленской археологической комиссии.
В 1859 году Карнович вышел в отставку и поселился в Санкт-Петербурге, где до конца жизни был директором тюремного комитета, состоя также членом петербургского Статистического комитета, Общества для пособия нуждающимся литераторам и учёным, Русского географического общества. Карнович, до того уже сумевший напечатать несколько статей и очерков в периодике, всецело занялся литературной деятельностью.
Дебютировав в печати в 1845 году, Карнович после переезда в Петербург занялся напряжённым литературным трудом. С 1860 года стали появляться в разных газетах и журналах многочисленные его статьи публицистические, юридические, исторические, критические и беллетристические.
В 1858—1861 годах вёл отдел «Современное обозрение» в журнале «Современник». В 1861—1862 годах издавал еженедельный журнал «Мировой посредник»; с 1865 по 1871 год был постоянным сотрудником газеты «Голос»; в 1875—1876 годах редактировал «Биржевые ведомости», в 1881—1882 годы — журнал «Отголоски».