Képregényrajongó volt. Már gyerekkorában falta az Olaszországban elérhető összes létező képregényt, sőt, megírta és megrajzolta saját képregényeit, saját kezűleg olyan műgonddal kötötte be őket, hogy azok a leginkább hasonlítsanak az újságosstandok polcain sorakozó füzetekre. Az olvasás és az alkotás szeretetét egyébként nagyszüleitől örökölte, nagyanyja a városi könyvtárból minden héten hozott neki két-három kötetet, nagyapjának pedig a könyvkötészet volt az egyik hobbija.

Édesapja azt szerette volna, ha ügyvéd lesz a fiából, de ő inkább a Torinói Egyetem irodalom és középkori filozófia szakát választotta. Egyetemi tanulmányai alatt elveszítette Istenben való hitét, és kilépett a katolikus egyházból. Ezután a Radiotelevisione Italiana (RAI) alkalmazásában dolgozott mint kulturális szerkesztő. Az itt megismert avantgárd művészek nagy hatással voltak későbbi írói karrierjére. 1954-ben diplomát szerzett filozófiából, két évvel később pedig megírta Aquinói Szent Tamásról szóló doktori disszertációját, mely a diplomamunkájának kibővítése volt, és egyetemi előadói karrierjének kezdete is.

Leghíresebb műve A rózsa neve, mely máig 50 millió példányban kelt el világszerte, és nagyjából 30 nyelvre fordították le. A regény számos korábbi mű és szerző előtt tiszteleg, leginkább persze Jorge Luis Borges Bábeli könyvtárára utal, de fejet hajt Rudyard Kipling, Alexandre Dumas, Sir Arthur Conan Doyle, Galileo Galilei, sőt Arisztotelész előtt is. Mivel a regény fordítása is óriási kihívás a rengeteg szövegmagyarázat miatt, Eco minden egyes ország fordítójával szorosan együttműködött a szövegek átültetése során, hogy azok a lehető legautentikusabb módon adják vissza mindazt, amit ő el szeretett volna mesélni. A filmipar is felfigyelt a könyvre: megbízták a francia Jean-Jacques Annaud-t, hogy Sean Conneryvel és Christian Slaterrel a főszerepben vigye mozivászonra a történetet. A film elkészítésében a legnagyobb francia középkorkutatók egyike, Jacques Le Goff is közreműködött. „Meg akartam ölni egy szerzetest” — nyilatkozta szerényen Eco, amikor a motivációiról kérdezték.

Eco imádta a popkultúrát, számos amerikai televíziós sorozatot követett, sőt, rajongott értük. Kedvencei a Columbo, a Starsky és Hutch, valamint a Miami Vice voltak, de nem vetette meg a CSI: Helyszínelőket sem. A detektívműfajt saját bevallása szerint a végletekig imádta.

A könyvekért is rajongott, rögeszmés gyűjtő volt, az évtizedek alatt két otthonában nagyjából 50 000 kötetet gyűjtött össze, melyeket riportok alkalmával is büszkén mutogatott. Egyszer állítólag a titkára leltárt akart készíteni a gyűjteményről, de Eco megkérte, hogy ne tegye, mert nem akarja tudni, miből hány példánya van, szerinte ugyanis ez semmilyen lényegi információt nem közölne, arra viszont emlékeztetné, hány olyan regénye van, amelyet még nem olvasott el.

1962-ben vette feleségül Renate Ramge német grafikust, két gyermekük született. Életét főként milánói lakásában és urbinói nyaralójában töltötte. Számos alkalommal látogatott a Columbia Egyetemre, 1993. május 8-án pedig az Indianai Egyetemtől tiszteletbeli doktori címet kapott. 2008-tól a Bolognai Egyetem professor emeritusa volt, ezt a címét egészen a nyolcvannégy éves korában bekövetkezett haláláig viselte is. 2016. február 19-én hunyt el milánói otthonában.