ექვთიმე თაყაიშვილი დაიბადა გურიის სოფელ ლიხაურში 1863 წლის 3 იანვარს. მამამისი აზნაური სიმონ თაყაიშვილი თურქეთთან საზღვრის მცველ რაზმს მეთაურობდა, ანუ „კორდონის ოფიცერი“ იყო, დედა – ნინო ნაკაშიძე კი მაზრის მოწინავე ქალთა შორის იხსენიება. ექვთიმეს მშობლები ადრე გარდაეცვალა და ბავშვობა ობლობაში გაატარა. სამი წლის ასაკში მან ფეხი მოიტეხა. მისთვის ყურადღება არ მიუქცევიათ და იგი სამუდამოდ დაკოჭლდა.

7 წლის ექვთიმე ოზურგეთის სამაზრო სასწავლებელში შეიყვანეს. ამის შემდეგ, იგი ქუთაისის კლასიკურ გიმნაზიაში ჩაირიცხა და 1883 წელს ვერცხლის მედლით დაამთავრა.  ამავე წელს ექვთიმე პეტერბურგის უნივერსიტეტის ისტორიულ–ფილოლოგიურ ფაკულტეტზე ჩაირიცხა, 1887 წელს დაასრულა იგი და მეცნიერებათა კანდიდატის ხარისხით დაბრუნდა თბილისში.

ექვთიმე თაყაიშვილი იყო თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის დამფუძნებელი, პარიზის ნუმიზმატთა საზოგადოების წევრი, საისტორიო და საეთნოგრაფიო საზოგადოების დამფუძნებელი, საფრანგეთის სააზიო საზოგადოების წევრი, საქართველოს დემოკრატიული რესპუბლიკის ეროვნული პარლამენტის დამფუძნებელი კრების თავმჯდომარის მოადგილე, საქართველოს ეროვნულ-დემოკრატიული პარტიის დამფუძნებელი, საქართველოს მეცნიერებათა აკადემიის აკადემიკოსი, ქართული კულტურული და საარქეოლოგიო მასალების გამოცემის ფონდის თავმჯდომარე, რუსეთის საიმპერატორო არქეოლოგიური საზოგადოების დიდი ოქროს მედლის მფლობელი.

ექვთიმე თაყაიშვილი 1921 წელს საქართველოს პირველი რესპუბლიკის მთავრობასთან ერთად ემიგრაციაში წავიდა. მას ევალებოდა ქართული ეროვნული განძის მეთვალყურეობა. საფრანგეთში ჩასული ექვთიმე თაყაიშვილი მეუღლესთან ნინო პოლტორაცკაიასთან ერთად პარიზში დასახლდა. განძის დაცვის გარდა, იგი აგრძელებდა მეცნიერულ მოღვაწეობას, არ წყვეტდა კავშირს საქართველოსთან.

1945 წლის 11 აპრილს ექვთიმე თაყაიშვილი საქართველოს განძით დატვირთული ამერიკული თვითმფრინავით თბილისში დაბრუნდა. იმავე წლის 15 აპრილს ექვთიმე თაყაიშვილი აღადგინეს პროფესორად თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის საქართველოს ისტორიის კათედრაზე, ხოლო 10 მაისს მიანიჭეს დამსახურებული პროფესორის წოდება. 1946 წლის 28 დეკემბერს იგი აირჩიეს საქართველოს მეცნიერებათა აკადემიის აკადემიკოსად. 1946 წელს ექვთიმე თაყაიშვილი საჯაროდ წარდგა თბილისის უნივერსიტეტის პროფესორ-მასწავლებელთა წინაშე მოხსენებით „ევროპაში ნახული ქართული ძეგლები და იქვე შეკრებილი ცნობები ქართული ძეგლების შესახებ“. მეტად მნიშვნელოვანია მის მიერ 1949 წელს სრული სამეცნიერო აპარატის თანხლებით გამოცემული სუმბატ დავითის ძის ქრონიკა ტაო-კლარჯეთის ბაგრატიონთა შესახებ. 1949 წლის 17 სექტემბერს სსრ კავშირის უმაღლესმა საატესტაციო კომისიამ დაუმტკიცა დოქტორის ხარისხი და პროფესორის წოდება.

1951 წელს დააპატიმრეს ექვთიმეს შვილიშვილი ლიდა პოლტორაცკაია, ვისთან ერთადაც ცხოვრობდა ბინაში. 1952 წლის დასაწყისში გაათავისუფლეს უნივერსიტეტიდან „საკმარისი პედაგოგიური დატვირთვის უქონლობის გამო“ მეცნიერი 1953 წლის 21 თებერვალს, უკიდურეს გაჭირვებაში, გულის დამბლის შედეგად გარდაიცვალა. 24 თებერვალს უკანასკნელ გზაზე ვაკის სასაფლაომდე, მისი ნეშტი მხოლოდ ორმოცდარვა ადამიანმა გააცილა.

1963 წელს, დაბადებიდან 100 წლისთავთან დაკავშირებით, ექვთიმე თაყაიშვილის ნეშტი დიდუბის პანთეონში გადაასვენეს, ხოლო 1987 წელს ლევილიდან თბილისში გადმოასვენეს და მეუღლის გვერდით დაკრძალეს ნინო პოლტორაცკაია-თაყაიშვილის ნეშტიც. 2000 წელს ექვთიმე თაყაიშვილი გადაასვენეს მთაწმინდის პანთეონში.

1985 წელს რეჟისორმა რეზო თაბუკაშვილმა გადაიღო დოკუმენტური ფილმი მის შესახებ „საქართველოს მეჭურჭლეთუხუცესი“. 2002 წლის 17 ოქტომბერს საქართველოს მართლმადიდებელმა სამოციქულო ეკლესიამ ის წმინდანად შერაცხა და წმინდა ექვთიმე ღვთისკაცი უწოდა. ექვთიმე თაყაიშვილის მუზეუმია განთავსებული მის უკანასკნელ საცხოვრებელ ადგილას, თბილისში, ვაშლოვანის ქუჩის 7 ნომერში. 1982 წლის 30 მაისს თაყაიშვილის მშობლიურ სოფელ ლიხაურში გაიმართა სახალხო დღესასწაული „ექვთიმეობა“, სოფლის ცენტრში გაიხსნა ექვთიმე თაყაიშვილის ძეგლი (მხატვარი ანზორ გომართელი, არქიტექტორი რობერტ გოგოლიშვილი). 2010 წელს ასევე აშენდა ექვთიმე თაყაიშვილის მუზეუმი. 2013 წელი იუნესკოს ეგიდით ექვთიმე თაყაიშვილის საიუბილეო წლად გამოცხადდა. 2013 წელს 26 სექტემბერს პრეზიდენტის ბრძანებულებით, ექვთიმე თაყაიშვილს საქართველოს ეროვნული გმირის წოდება მიენიჭა.