Né à Auxerre, le 12 février 1904.
Ascendance alsacienne par sa famille paternelle, lorraine par sa famille maternelle. Après la guerre de 1870-1871, ses grands-parents optent pour la France, où son père fait une carrière universitaire. Étienne Wolff a commencé ses études au lycée d’Elbeuf, il les poursuit au lycée de Rouen, puis en première supérieure au lycée Louis-le-Grand à Paris. Licencié ès lettres en 1921, licencié ès sciences en 1925, agrégé des sciences naturelles en 1928, il soutient sa thèse de doctorat ès sciences en 1936. Mobilisé en 1939 comme lieutenant dans un régiment d’artillerie de la ligne Maginot, il est fait prisonnier en juin 1940, envoyé à l’oflag d’Edelbach, puis à l’oflag spécial de Lubeck en 1944, d’où il est libéré en 1945.
Professeur au lycée de Colmar en 1930, il est nommé assistant à la faculté de médecine de Strasbourg en 1931, maître de conférences à la faculté des sciences de Strasbourg en 1936. Professeur à la même université en 1942, Professeur au Collège de France en 1955, il est élu administrateur de cet établissement en 1965. Il est en même temps directeur de l’Institut d’embryologie et de tératologie expérimentales du C.N.R.S.. Dans toutes ces fonctions, Étienne Wolff s’est adonné à la recherche scientifique, principalement dans le domaine de l’embryologie expérimentale et de la cancérologie.
Son œuvre principale comprend : d’une part, des publications scientifiques originales sur la production expérimentale de monstruosités, les changements de sexe, le rôle des hormones et des inducteurs dans le développement, sur les cultures d’organes, sur les facteurs de croissance de cancers humains cultivés in vitro ; elle comprend, d’autre part, des articles et des ouvrages sur des problèmes généraux de biologie et sur la méthode dans les sciences.
Membre associé de l’Académie royale de Belgique (1959), membre étranger de l’Académie royale de Suède (1959), Étienne Wolff est membre de l’Académie des Sciences de l’Institut de France (1963), de l’Académie de médecine (1966), membre associé de l’Académie de pharmacie (1970), docteur honoris causa de plusieurs universités étrangères. Il est en outre membre de l’Académie des Quarante (Italie), de l’Académie de Bologne (Italie) et de plusieurs académies de province françaises (Bordeaux, Alsace, Metz, Dijon, Marches de l’Est). Président de la fondation Singer-Polignac (1979-1984).
L’Académie française l’a élu au fauteuil de Louis-Pasteur Vallery-Radot, le 28 octobre 1971 (24e fauteuil) et reçu sous la coupole le 19 octobre 1972 par Jean Rostand.
Mort le 18 novembre 1996.