Государственный и военный деятель, инженер-генерал (1869), генерал-адъютант (1855), граф (1879). Крупнейший военный инженер своего времени. В 1848-1849 г. участвовал в Кавказских войнах. Во время Крымской войны 1853-1856 г. играл видную роль в организации обороны Севастополя. Во время русско-турецкой войны 1877-1878 проявил себя как талантливый военачальник. С апреля 1878 по январь 1879 года командовал действующей армией до заключения Берлинского мирного договора. С 1879 г. являлся членом Государственного Совета. В 1879 г. - одесский генерал-губернатор и командующий войсками Одесского военного округа, с 1880 г. - виленский, ковенский и гродненский генерал-губернатор и командующий войсками Виленского военного округа; был почётным членом АН, ряда военных академий и Петербургского университета. Под его руководством издано "Описание обороны г. Севастополя" (т. 1-2, 1863-72), написан ряд специальных записок и инструкций.
Скончался Э.И. Тотлебен 19 июня 1884 года, похоронен в Севастополе на Братском кладбище.