Получил образование в Парижской политехнической школе. Сначала был профессором в Шалонской коллегии, затем репетитором в Парижской политехнической школе и в коллегии святой Варвары, профессором в коллегии Карла и в лицее святого Людовика.
В 1849 он отказался присягать Второй империи, был исключен из университета и занимался частным преподаванием. В 1865 Каталан получил кафедру анализа в Льежском университете и стал членом Брюссельской академии.
Каталан написал более 200 мемуаров, ставящих его в число лучших геометров XIX века. Кроме того, им опубликовано несколько отдельных трудов, из которых следует отметить: «Elements de g?om?trie» (1843 и 1867); «Trait? ?l?mentaire de g?om?trie descriptive» (1852 и 1879); «Trait? ?l?mentaire des series» (1860); «Cours d’analyse de l’Universit? de Li?ge» (1870 и 1879); «Recherches sur quelques produits infinis» (1873); «Sur des Formules relatives aux int?grales eul?riennes» (1885) и «Manuel de m?canique» (1887).