Su trabajo estudiando la conducta de los animales le condujo a la teoría del conexionismo.
Nació en 1874 en una familia protestante de confesión metodista (su padre era pastor de una de estas iglesias), que hizo de la disciplina y la austeridad el signo de los primeros años de su vida.
Ingresó en la Universidad Wesleyana de Connecticut, donde se licenció en 1895, pasando luego a la Universidad de Harvard donde tuvo como maestro a William James. Sus investigaciones con polluelos las hizo en el mismo sótano de James.
En principio, se interesó por la comunicación mediante gestos inconscientes (debido a la información que le llegó sobre un caballo que realizaba operaciones aritméticas).
Tras Harvard, fue tutor en la Universidad de Columbia, en Nueva York, donde se doctoró en 1898.
Continuó enseñando en Columbia hasta su jubilación en 1941. Murió en 1949.
Edward L. Thorndike fue profesor de psicología durante más de treinta años en el Teachers College de Columbia, Estados Unidos. Lo que más atrajo su interés fue la teoría del aprendizaje, y se cuenta entre los importantes precursores del conductismo. Watson se fundó en gran parte en la obra de Thorndike y en la de Pavlov. El interés de Thorndike por la psicología apareció después de un curso en la Universidad de Harvard donde tuvo de profesor a William James. Los primeros experimentos de Thorndike sobre el aprendizaje, en que los sujetos experimentales eran pollitos, fueron realizados justamente en el sótano de la casa de James, para deleite de los hijos de éste. Las numerosas fábulas y relatos tradicionales que cuentan maravillas de la inteligencia de los animales no impresionaban a Thorndike, quien por el contrario sostenía que nadie se había ocupado de describir la estupidez animal. Por cada perro que encuentra el camino de regreso al hogar -decía-, hay quizás un centenar que se pierden. Sostenía Thorndike que los animales no razonan ni avanzan en la resolución de problemas mediante súbitos estallidos de introvisión, sino que aprenden de una manera más o menos mecánica, partiendo de un método de ensayo y error. Las conductas que les resultan fructíferas y gratificantes se "imprimen" en el sistema nervioso. Según Thorndike, el aprendizaje se componía de una serie de conexiones entre un estímulo y una respuesta, que se fortalecían cada vez que generaban un estado de cosas satisfactorio para el organismo. Esta teoría suministró las bases sobre las que luego Skinner construyó todo su edificio acerca del condicionamiento operante. Más adelanto, Thorndike aplicó sus métodos para el adiestramiento de animales a niños y jóvenes, con éxito sustancial, y llegó a tener gran predicamento dentro del campo de la psicología educativa. Su obra Educational Psychology (Psicología educacional) fue publicada en 1903, y al año siguiente se le concedió el grado de profesor titular. Otro de sus influyentes libros fue Introduction to the Theory of Mental and Social Measurements (Introducción a la teoría de las mediciones mentales y sociales) de 1904. En la actualidad se reconoce a Thorndike como una figura señera en los comienzos del desarrollo de los tests psicológicos.