Emilio Mitre nació en la ciudad de Buenos Aires el 8 de diciembre de 1853. Egresó como ingeniero civil de la Universidad Nacional, tras lo cual se lo designó como inspector de telégrafos de la provincia de Buenos Aires, teniendo a su cargo varias líneas en proceso de construcción. Al poco tiempo se dirigió a Europa, para ampliar su formación y supervisar el servicio de corresponsales del diario La Nación, el cual era dirigido por su padre, Bartolomé Mitre. Recorrió diversos países europeos, y en Inglaterra se lo nombró miembro correspondiente del Instituto de Ingenieros Civiles. Tras su regreso a Buenos Aires, continuó ejerciendo su profesión, así como también colaborando en el diario mencionado.
Estuvo involucrado en la revolución de 1880, y fue capitán del regimiento de rifleros de las milicias de Buenos Aires. Integró el directorio del Ferrocarril Oeste de Buenos Aires (que cambiaría su nombre a Ferrocarril Domingo Faustino Sarmiento luego de ser nacionalizado). También tuvo participaciones destacadas en los movimientos revolucionarios de 1890 y 1893. En 1896 fue elegido como diputado por la provincia de Buenos Aires.
Suele relacionarse a Mitre con el Puerto de Buenos Aires y el canal del Delta del Paraná.
A partir de 1894 tomó la dirección del diario La Nación, desde donde abogó por la paz entre Chile y Argentina. Continuó en dicho cargo hasta su muerte en 1909. El diario La Nación tiene un gran recuerdo de él.
El 9 de mayo de 1885 contrajo matrimonio en la ciudad de Buenos Aires con Angiolina Astengo Huergo, hija de don Francisco Astengo y de Delfina Ignacia Huergo. El matrimonio no tuvo hijos, pero criaron como tal a su sobrina María Delfina Astengo, quien se casó con don Guillermo H. Moores. Tal matrimonio tampoco tuvo descendencia.
Emilio Mitre falleció en la ciudad de Buenos Aires el 26 de mayo de 1909 y fue sepultado al día siguiente en la bóveda familiar del cementerio de la Recoleta.
Luego de su fallecimiento se le tributaron honores de general de brigada, y se le dio su nombre a una calle de la ciudad de Buenos Aires y en el Partido de Campana, a 70 kilómetros de la Ciudad de Buenos Aires. Lleva su nombre la Escuela Nacional de Educación Técnica Nº2 (hoy Escuela de Educación Secundaria Técnica Nº4) fundada en 1926 y ubicada en la ciudad de San Martín, Buenos Aires.
Se erigió una estatua en su honor en 1931 en el paseo de la Recoleta.