Catalan ble født i Belgia, men studerte matematikk ved École polytechnique i Paris, hvor han møtte Joseph Liouville. I 1834 ble han utvist fra universitetet, og han flyttet da til Châlons-sur-Marne hvor han fikk en stilling. Med støtte fra Liouville dro han i 1838 tilbake til École polytechnique for å undervise i deskriptiv geometri.