Enrico Hillyer Giglioli nasce a Londra il 13 giugno 1845, primo dei 5 figli di Vincenzo Giglioli, medico e antropologo seguace di Mazzini ed esule dall'Italia per motivi politici. Tornata la famiglia in Italia dopo il 1848, il giovane Enrico frequenta il Collegio Nazionale e poi l'Istituto Tecnico di Pavia; a l6 anni vince una borsa di studio che lo porta a frequentare, dal 1861 al 1863, la Royal School of Mines a Londra. Qui conosce Charles Darwin, e studia scienze naturali con Lyell, Owen, Huxley. Tornato in Italia nel 1864, si laurea in Scienze Naturali all'Università di Pisa (dove il padre ha la cattedra di Antropologia), e frequenta Filippo De Filippi, direttore del Museo Zoologico di Torino e primo sostenitore in Italia delle teorie darwiniane sull'evoluzione. Grazie a lui Giglioli nel 1864 diventa professore nell'Istituto Tecnico di Casale Monferrato, e, sempre grazie a De Filippi, viene ad essere indicato come candidato ideale per seguirlo in un viaggio di circumnavigazione del mondo che in quel periodo viene progettato.

Nella primavera del 1865 il progetto sembra sfumare: il padre infatti muore, lasciando ad Enrico la responsabilità di guidare la famiglia, costituita dalla vedova, da altri due figli cadetti all'Accademia Militare di Modena, e due figli piccoli ancora affidati alle cure materne. Nell'estate la situazione però si modifica, poiché i due fratelli escono da Modena col grado di ufficiale, mentre la madre si trasferisce a Firenze con i piccoli, trovando lavoro come insegnante di inglese. Nell'ottobre 1865 Giglioli potrà partire con De Filippi per il viaggio sulla "Magenta", che lo vede tornare in Italia nel 1868, senza l'amico e maestro morto a Hong Kong durante il viaggio. Al ritorno Giglioli viene nominato aggregato all'Università di Torino per seguire la classificazione e l'ordinamento delle ricche collezioni zoologiche ed entomologiche raccolte durante il viaggio. Nel 1869, ormai celebre per la sua esperienza sul campo, diventa professore di Zoologia ed Anatomia Comparata dei Vertebrati presso il regio Istituto di Studi Superiori di Firenze. Nel 1871 sposa a Firenze Costanza Casella , figlia di un esule milanese del 1849, che gli è collaboratrice intelligente ed instancabile per tutta la vita; da lei avrà quattro figli. Nel 1876 Giglioli fonda la Collezione Centrale dei Vertebrati Italiani, che oggi porta il suo nome. In seguito gli interessi di Giglioli vengono concentrandosi su alcuni grandi temi, in cui dà un contributo scientifico ma anche organizzativo estremamente importante: le ricerche talassografiche, con la scoperta della fauna abissale del Mediterraneo, l'ittiologia, l'ornitologia, discipline per le quali avrà le massime cariche governative fino al momento della morte. Diventa così presidente della Regia Commissione consultiva per la pesca, direttore dell'Inchiesta Ornitologica Italiana, presidente di varie commissioni per il risanamento e la pesca nei laghi italiani e rappresentante del governo in molti trattati internazionali.
Oltre ai molti interessi scientifici e alle cariche governative ad essi legate, Giglioli coltiva per tutta la vita l'interesse per gli studi antropologici, interesse che gli deriva per via familiare dal padre e che aveva trovato nel viaggio della "Magenta" alimento e stimolo fondamentali. Giglioli stringe importantissimi legami di amicizia e di pensiero scientifico con i maggiori antropologi italiani, da De Filippi fino a Paolo Mantegazza, e crea a partire dalla raccolta privata di oggetti etnografici fatta durante il viaggio della Magenta, sistematicamente accresciuta grazie alla fittissima rete di relazioni sociali e scientifiche di cui dispone in tutto il mondo una collezione di oggetti (corredati da una raccolta fotografica e da una biblioteca specializzata) che già nel 1888 si imporrà nel panorama degli studi etnografici come una delle maggiori mai realizzate. Nel dicembre del 1909, a Roma per presiedere la Commissione per la pesca, Giglioli viene colto da malore. Tornato a Firenze, muore la mattina del 16 dicembre 1909.