Eschenmoser studeerde en promoveerde aan de ETH in Zürich en verkreeg aldaar zijn bul (1949) en doctoraat (1951). In 1956 werd hij benoemd tot docent, in 1960 tot hoogleraar en 1965 tot hoogleraar voor algemene organische chemie. Sind 1992 is Eschenmoser emeritus hoogleraar.
Tijdens zijn promotie bij Ružička werkte hij aan de synthese van terpenen en aan de synthese van lanosterol via squaleen. Dit laatste droeg in hoge mate bij tot meer inzicht in de biosynthese van steroiden. Samen met Robert Burns Woodward slaagde Eschenmoser erin een totaalsynthese te ontwikkelen voor vitamine B12, wat een mijlpaal betekende in de totaalsynthese van natuurproducten.
A. Eschenmoser, L. Ružička, O. Jeger, D. Arigoni, Zur Kenntnis der Triterpene. 190. Mitteilung. Eine stereochemische Interpretation der biogenetischen Isoprenregel bei den Triterpenen, Helvetica Chimica Acta, 1955, 38, 1890-1904.