Музыке начал обучаться с 7 лет, в 1914 поступил в Armstrong High School. В 1918 организовал ансамбль, с которым успешно концертировал в Нью-Йорке. В 1924-25 записал свои первые грампластинки. В 1927 организовал оркестр для регулярных концертов в знаменитом гарлемском Коттон-клубе, продолжавшихся до 1932. С 1933 неоднократно гастролировал в Европе (в 1971 в СССР).
В 1943 оркестр Эллингтона открыл серию концертов в нью-йоркском Карнеги-Холле исполнением композиции, написанной Эллингтоном, Black, Brown and Beige; в 1951 состоялся концерт в театре Метрополитен-опера, на котором прозвучала эллингтоновская Harlem Suite; в 1955 — исполнение композиции Night Creature в Карнеги-холле, в 1957 — исполнение совместного сочинения Эллингтона и Б. Стрэйхорна Such Sweet Thunder в Таун-холле. 1950-60-е годы — период интенсивной концертной деятельности оркестра Эллингтона, участия в радиопрограммах, фильмах, джазовых фестивалях, многочисленных гастролей по США, Европе, Азии и Латинской Америке.
Эволюция стиля Эллингтона тесно связана с творческой деятельностью работавших вместе с ним музыкантов-импровизаторов. Многие аранжировки для ансамбля обнаруживают влияние традиционного джаза. В 1927 Эллингтон отказался от следования привычным стандартам, начав свои смелые эксперименты в области оркестрового письма, техники композиции и аранжировки. Самобытный эллингтоновский стиль сформировался в 1930-е годы, в «коттонский» период. Оркестр превратился в коллектив солистов, основным методом работы которого стало совместное композиторское творчество музыкантов, причем законченность каждой создаваемой композиции служила лишь отправной точкой для ее дальнейшего импровизаторского переосмысления.
С именами участников эллингтоновского оркестра — Баббера Майли, Кути Уильямса и Дж. Трики Сэма Нэнтона — связана разработка специфических приемов игры на духовых инструментах (имитация человеческого голоса, извлечение хриплых, рычащих звуков и т. п.). Отсюда возникла одна из наиболее своеобразных стилевых концепций Эллингтона — так называемый «стиль джунглей» (jungle style). Иной тип выразительности воплотился в «стиле настроения» (mood style), отличающемся утонченностью и изысканностью оркестрового колорита, мягкой лиричностью мелодики, блюзовой окрашенностью звучания. Влияние академической музыки, тяготение к пышной красочности оркестра, виртуозности солистов, монументальности и усложненности форм ощущается в композициях «концертного стиля» (concert style). Эллингтон является также автором балетов, оперы «Boola» (1946).
Введение в джаз крупных концертных форм, совершенствование джазовой техники композиции, опыты в сфере синтеза джаза и симфонической музыки, развитие традиционных джазовых стилей и разработка целого ряда новых самобытных стилевых концепций; создание оркестра импровизирующих солистов, использование приемов «инструментального пения» (трактовка голоса как виртуозного оркестрового инструмента), расширение и модернизация выразительных ресурсов джазового оркестра, обращение к латиноамериканским и африканским ритмам, эксперименты с мелодическими структурами (отказ от «квадратности» и симметричности тем-стандартов, от неизменно повторяемой гармонической схемы как основы для импровизации, применение системы звукорядных моделей, раскрепощающей мелодическую фантазию музыкантов-исполнителей) — вот далеко не полный перечень заслуг Эллингтона как джазового реформатора.