Профессиональную карьеру Эдуард Хиль начал в 1960 году как солист Ленконцерта. 

Поначалу основу его репертуара составляли оперные арии и камерная музыка. В 1962 году он впервые дал концерт эстрадных песен, и вполне успешно. В 1965 году принял участие в Фестивале советской песни, собравшем лучших исполнителей, в том числе К. Шульженко и Л. Утесова. 

В 1968 году на фирме «Мелодия» вышли его грампластинки с песнями Андрея Петрова и Аркадия Островского. С начала 70-х Хиль стал постоянным участником телевизионных «Голубых огоньков», фестиваля «Песня года» и т.д. 

При этом он никогда не был «официозным» певцом – его исполнение всегда отличали искренняя улыбка и душевность. В его репертуаре регулярно появлялись новые хиты, кроме того, Хиль озвучивал киносаундтреки и часто пел дуэты – среди его партнерш были Людмила Сенчина, Мария Пахоменко, Мария Лукач, Майя Кристалинская, Алла Пугачева, Валентина Толкунова и другие. В конце 70-х Эдуард Анатольевич начал преподавательскую деятельность. 

Среди его учеников в ЛГИТМиКе были Евгений Дятлов и Олег Погудин. В 80-е годы Хиль вел на Ленинградском телевидении программу «У камина», где рассказывал об истории романса. После перестройки популярность Эдуарда Хиля, как и многих представителей советской эстрады, начала снижаться – у слушателей появились новые кумиры. 

Несколько лет он пел в кабаре «Распутин» в Париже. В 1994 году артист дал успешные юбилейные концерты в Москве и Санкт-Петербурге, а затем появился в молодежном проекте «Хиль и сыновья». Его инициатором стал сын Дмитрий: вместе с группой «Препинаки» Эдуард Анатольевич перепел некоторые свои шлягеры в современных аранжировках. Получился целый альбом – «Ходит песенка по кругу».

Тогда как раз возвращалась мода на ретро-музыку, и проект имел успех. В 2004 году Эдуард Хиль дал концерт в честь своего 70-летия. Он продолжал вполне успешно выступать, не ожидая, что в 2010 году на него обрушится такой шквал популярности, которого не было за всю его карьеру. Пользователи интернета раскопали видеоклип на вокализ Аркадия Островского «Я очень рад, ведь я наконец возвращаюсь домой» в исполнении Хиля. 

Запись сначала покорила американцев, которые назвали песню «Trololo», а исполнителя, соответственно, «мистер Трололо». В результате вокализ породил массу перепевок и пародий и попал в американский мультсериал «Гриффины». Узнав, что певец жив и все еще работает, промоутеры собирались устроить Хилю-Трололо мировой тур, но Эдуард Анатольевич уже не очень хорошо себя чувствовал и от заманчивых предложений отказался. Дело ограничилось лишь несколькими выступлениями в ночных клубах Москвы и Петербурга. 

По словам Эдуарда Хиля, ему был очень приятен этот всплеск интереса со стороны молодежной аудитории. В 2010 году он даже удостоился контркультурной премии «Степной волк». В апреле 2012 года Хиль перенес инсульт и был госпитализирован. 

О том, что любимый артист находится в коме, стало известно только в конце мая, а 4 июня 2012 года Эдуарда Анатольевича не стало. Он похоронен на Смоленском кладбище Санкт-Петербурга.