Molinaro byl od dětství fanouškem filmu, jako amatér a později zaměstnanec se pak od mládí pohyboval ve filmařském prostředí, začínal jako asistent režie a vzorem a příkladem pro jeho vlastní práci byl francouzský meziválečný režisér André Berthomieu (1903-1960), dále spolupracoval s Mauricem de Canonge. Molinaro úspěšně debutoval jako režisér krátkým dokumentárním filmem LES ALCHIMISTES (1957), k němuž si také sám napsal scénář; tento film získal ve své kategorii hlavní cenu na festivalu v Karlových Varech v roce 1958. Potom začal natáčet celovečerní filmy, koncem 50. let se soustředil na kriminální příběhy se sociálním podtextem, které se setkaly s příznivou kritikou.
Koncem 70. let dosáhl Molinaro dalšího mimořádného úspěchu opět s filmovou adaptací divadelní hry; film KLEC BLÁZNŮ (La Cage aux folles, 1978), která byla nominována na Oscara, získala cenu Zlatý glóbus a jeden z představitelů hlavních rolí, Michel Serrault, získal francouzského Cézara. Z dalších filmů dosáhla mezinárodního úspěchu komedie PRACHY V PRACHU (Pour 100 briques t'as plus rien, 1982), byť za účasti méně známých herců. V 80. letech pak Molinaro začal točit více pro televizi, inscenace a také seriály, za zmínku ale stojí výborná konverzační komedie NALEVO OD VÝTAHU (À gauche en sortant de l'ascenseur, 1988) s Pierrem Richardem v hlavní roli. V roce 1996 pak Molinaro natočil svůj poslední film, životopisný snímek BEAUMARCHAIS, který byl nominován na Křišťálový glóbus. Od té doby pracuje výhradně pro televizi, v roce 2003 natočil mimo jiné dokument Louis de Funès, la comédie humaine.
Édouard Molinaro byl v roce 1961 členem poroty na mezinárodním filmovém festivalu v Cannes. Jeho celoživotní přínos francouzské kinematografii byl v roce 1996 ohodnocen Cenou René Claira, kterou mu udělila Francouzská akademie.