Han var søn af Niels Rosenkrantz von Holstein-Rathlou (1812-1850) og Julie Sophie Dorothe Elisa Volradine von Leitner (1824-1902), var 1863-67 elev på Sorø Akademi og arvede efter faderens tidlige død 1850stamhuset Rathlousdal og det Brunswardenske Fideikommis, som indtil 1872 blev bestyret af Emil von Holstein-Rathlous farbror Viggo von Holstein-Rathlou.
I sin ungdom levede han et rigt og bekymringsfrit liv. Især købte han skibe, på hvilke han tog på årelange togter i de danske farvande og i Middelhavet; bl.a. kom han til Alexandria i Egypten. Han grundlagde også sin passion for jagt og afholdt ekstravagante jagtbegivenheder for standsfællerne og kongehuset.
Han var fra 1875 engageret i Odder bys udvikling, grundlagde 1880 havnen i Hov, som voksede fra et fiskerleje til en by, og finansierede i 1878 opførelsen af Odders første vandværk.
Han spillede også en nøglerolle i tilblivelsen af Odder-Hov-banen. Odderkredsens folketingsmedlem Geert Winther stillede i 1880 forslag om en jernbane fra Aarhus til Odder og videre til Ørting, hvorfra den kunne forlænges til Gyllingnæs eller Hov, hvis der fra et af de steder blev etableret en færgerute til Sjælland. Emil von Holstein-Rathlou begyndte i vinteren 1881 at bygge havnen i Hov og ville tegne mange aktier i banen, hvis den kom til Hov. Så Geert Winthers forslag blev ændret til en linjeføring Aarhus-Odder-Hov, som blev vedtaget 9. maj1882. Holstein-Rathlou var omkring 1907 formand for bestyrelsen for hele Hads-Ning Herreders Jernbane.
Holstein-Rathlou var en patriarkalsk adelsmand af den gamle skole, men var samtidig velorienteret om sin tids udviklingstendenser, som han støttede aktivt.
Efter 1900 førte han, ofte sammen med hustruen Sofy, en lang række retssager mod både sine børn og sine ansatte, hvilket helt nedbrød hans anseelse i offentligheden. På et tidspunkt gjorde han en af sine sønner arveløs, hvorpå sønnen henvendte sig til sognerådet for at ansøge om fattigdomsunderstøttelse. Det førte til en pinlig "landsindsamling" til den fattige adelssøn i Ekstra Bladet. Desuden forfaldt hovedbygningen på Rathlousdal, som endte med at blive nedrevet i 1950.
