Родился в Ла-Рошели 24 октября 1820 года. В 1839 году отправился в Париж, где планировал изучать право, но, увлекшись изобразительным искусством, стал заниматься в мастерской художника-пейзажиста Николя-Луи Каба.
Первоначально и Фромантен писал в основном пейзажи, но с 1845 года начал выступать также и как критик, публикуя обзоры текущих салонов.
Неоднократно путешествовал в Алжир (в 1846, 1847—1848, 1852—1853 годах), посетил районы, где до него не был ни один художник-европеец. В 1852 году сопровождал археологическую миссию. Под влиянием этих поездок его живопись приняла ярко выраженный романтико-ориенталисткий характер. В этих поездках родились и первые художественные литературные произведения Фромантена — его путевые записки «Лето в Сахаре», «Год в Сахеле» пользовались большой популярностью.
В 1847 году участвовал в Парижском салоне.
В 1863 году Фромантен опубликовал свой единственный роман («Доминик»).
В 1869 году Фромантен побывал в Венеции, а также в Египте (в связи с открытием Суэцкого канала). С этого времени в его живописи стали проявляться не только алжирские, но венецианские и египетские мотивы.
В 1875 году совершил поездку в Нидерланды, где знакомился с творчеством голландских мастеров живописи. По возвращении опубликовал свое наиболее известное произведение по истории искусства — книгу «Старые мастера» (1876).
Умер Фромантен в Ла-Рошели 27 августа 1876 года.
Наиболее известные работы Эжена Фромантена:
Книги, написанные Фромантеном:
В 1876 году после поездки в Нидерланды Фромантен опубликовал свое наиболее известное произведение по истории искусства — книгу «Старые мастера» (фр. Les maitres d'autrefois). Эта работа содержит профессиональный анализ развития классического и современного на тот момент искусства, характеристики отдельных художников и особенностей их живописной манеры. Интересно, что творчество фламандских мастеров, прежде всего Рубенса и Рембрандта, рассматривается автором на фоне окружавших их исторических ландшафтов. Книга впервые переведена на русский язык и издана в России в 1913 году.