Szkołę podstawową ukończył w Roswell, a średnią (Artesia High School) w mieście Artesia w stanie Nowy Meksyk. W 1952 został absolwentem Carnegie Institute of Technology, uzyskując licencjat z zarządzania. Po studiach wstąpił do Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych. Podstawowe przeszkolenie przeszedł w obozie szkoleniowym rekrutów w San Diego (San Diego Recruit Depot). W maju 1953 po zakończeniu kursów przygotowawczych w Officers Candidate School w Newport otrzymał stopień podporucznika marynarki, natomiast w lipcu 1954 zakończył przeszkolenie lotnicze w bazie Hutchinson w stanie Kansas, a następnie został skierowany do 29 eskadry patrolowej na Okinawie.
W latach 1957–1958 był pilotem samolotu Douglas A-3 Skywarrior w 2 eskadrze bombowców szturmowych stacjonującej na lotniskowcach USS „Bon Homme Richard” i USS „Ticonderoga”. Do 1959 był pilotem doświadczalnym w 5 eksperymentalnej eskadrze lotniczej (Air Development Squadron Five).
W latach 1964–1965 pracował przy budowie załogowego laboratorium orbitalnego MOL (Manned Orbiting Laboratory). W 1966 w bazie lotniczej Edwards w Kalifornii ukończył Szkołę Pilotów Doświadczalnych Aeronautyki (USAF Aerospace Research Pilot School), a później był w niej instruktorem.
W październiku 1972 przeszedł do rezerwy w stopniu komandora.
Jako pilot wylatał ponad 5000 godzin, z czego 2000 na samolotach z napędem odrzutowym.
Kariera astronauty
4 kwietnia 1966 zakwalifikował się do piątej grupy astronautów NASA (NASA 5). W marcu 1969 podczas lotu Apollo 9 był członkiem załogi wspierającej, natomiast w maju 1969 był pilotem modułu księżycowego w załodze rezerwowej statku Apollo 10.
Od 31 stycznia do 9 lutego 1971 uczestniczył w misji Apollo 14. Był też pilotem załogi rezerwowej wyprawy Apollo 16.
W październiku 1972 opuścił Korpus Astronautów NASA.
Apollo 14
Start misji Apollo 14 nastąpił 31 stycznia 1971. Dowódcą wyprawy był Alan Shepard, pilotem modułu dowodzenia „Kitty Hawk” – Stuart Roosa, zaś pilotem modułu księżycowego „Antares” – Mitchell. 5 lutego Shepard i Mitchell wylądowali na powierzchni Księżyca. Roosa pozostawał w tym czasie na orbicie wokółksiężycowej, realizując program badań naukowych. Podczas pobytu na Księżycu astronauci dwukrotnie opuszczali moduł księżycowy. 5 lutego wyszli na zewnątrz na 4 godziny i 48 minut, a dzień później – na ponad 4,5 godziny. Do przemieszczania na powierzchni Srebrnego Globu wyposażenia badawczego astronauci używali transportera na kołach (Modular Equipment Transporter – MET). Podczas 33-godzinnego pobytu na Księżycu Shepard i Mitchell zebrali ok. 45 kg próbek gruntu. Transmisje z prac astronautów po raz pierwszy były zrealizowane przy użyciu telewizji kolorowej. 6 lutego lądownik księżycowy przycumował pomyślnie do modułu dowódczego. 9 lutego zaś kapsuła z astronautami wodowała na Oceanie Spokojnym w odległości około 7 kilometrów od jednostki ratowniczej – uderzeniowego okrętu desantowegoUSS „New Orleans”.
Po opuszczeniu NASA
W 1973 założył Institute of Noetic Sciences z siedzibą w San Francisco. Do tej organizacji, która zrzesza około 50 000 członków z całego świata, należą ludzie o różnych poglądach filozoficznych i religijnych. Na swoich spotkaniach wymieniają poglądy i prowadzą dyskusje na tematy naukowe oraz dotyczące zjawisk paranormalnych.
W latach 1974–1978 był prezesem własnej firmy Edgar Mitchell Corp. w Palm Beach na Florydzie.
Do końca życia był przewodniczącym komitetu doradczego Instytutu ds. Współpracy w Kosmosie (Institute for Cooperation in Space), założonego przez dr Carol Rosin.
Mitchell jako jeden z niewielu astronautów ujawniał informacje na temat niezidentyfikowanych obiektów latających (UFO), widzianych przez niego podczas wypraw kosmicznych. Twierdził, że jest w 90% pewny, iż wiele spośród tysięcy obiektów tego rodzaju, notowanych od lat 40. XX wieku, należy do przybyszów z innych planet[1].
W 2008 powiedział w audycji radiowej: „Przebywałem w kręgach wojskowych i wywiadowczych, które wiedzą, że byliśmy odwiedzani”[2].
Nagroda Uniwersytetu Drexela w Dziedzinie Inżynierii i Nauki za badania świadomości (Drexel University Engineering and Science Award for Explorations in Consciousness) (1974)
Wprowadzenie do Kosmicznego Panteonu Sławy (Space Hall of Fame) (1979)
Nagroda Lowella Thomasa za eksplorację świadomości ludzkiej (Lowell Thomas Award for Explorations in Human Consciousness) (1980)
Wprowadzenie do Panteonu Sławy Astronautów Stanów Zjednoczonych (United States Astronaut Hall of Fame) (1995)
