Filho de Luzia Motta, irmã de Tim Maia, e de Antônio Motta, desde pequeno ouvia música disco, soul e funk, inclinando-se mais tarde para o rock, ritmo de que tornou-se profundo conhecedor na época. Participou como vocalista da banda Kabbalah, de hard rock, com influências de Deep Purple, Black Sabbath e outras bandas dos anos 1970. Após ouvir o álbum Blow by Blow de Jeff Beck, percebeu que o guitarrista britânico trazia influências de soul e funk. Em 1984, participou do videoclipe de Turma da Tijuca de Erasmo Carlos, onde interpretou Tim Maia.
Ainda na adolescência, abandonou os estudos para dedicar-se à música, agora fascinado pela música negra americana. Ed então resolveu vasculhar os álbuns de soul e funk, chegando em discos dos chamados bailes do movimento Black Rio como os do DJ Paulão da equipe Black Power. A convite do DJ Zezinho, discotecou na boate Mariuzzin no Posto 6. Foi nessa época também que produziu o fanzineCurto Circuito sobre o assunto.
Em meados dos anos 1980, conhece o guitarrista Luiz Fernando Comprido, com quem, em 1986, formou o Expresso Realengo. Logo em seguida, rebatizada como Conexão Japeri, a banda gravou o primeiro disco, Ed Motta & Conexão Japeri, lançado em 1988.
Daí vieram os primeiros sucessos, Vamos Dançar e Manuel (composição de Fábio Fonseca e Marcia Serejo). Em seguida, desligou-se do grupo e partiu para a carreira solo, em que pôde desenvolver seu próprio estilo, ligado à musicalidade dos sons produzidos pela voz, muitas vezes usando a técnica do scat — um tipo de vocalização sem letras popular no jazz — fugindo do que considerava a ditadura da letra na música. Essa forma de cantar recebeu o apelido de Edmottês e que ele nomeou como dwitiza.
Embora influenciado pela música americana, não sabia inglês, e em 1994 morou em Nova Iorque por um ano. Lá, gravou um disco com músicos americanos que nunca foi lançado. Descobriu os universos da música erudita, o que acabou se refletindo na sua concepção musical. Inicialmente avesso a música brasileira, descobriu que artistas estrangeiros haviam gravado canções brasileiras, como as gravações de Minha de Francis Hime pelo jazzista Bill Evans, além de descobrir uma parceria entre o brasileiro Marcos Valle e o americano Leon Ware, famoso por ter composto a canção I Wanna Be Where You Are, gravada por Michael Jackson. Estendeu o seu leque musical, passando a ouvir Chico Buarque, Tom Jobim, Edu Lobo, Radamés Gnatalli, Wilson Simonal, Cartola e outros. Nos Estados Unidos, gravou um álbum para o mercado europeu no estúdio Riversound, onde o Steely Dan gravou alguns de seus álbuns, o álbum nunca foi lançado.
De volta ao Brasil, compôs algumas canções em parceria com Aldir Blanc (que tirou seu trauma em relação a letras), bem como a trilha do filme Pequeno Dicionário Amoroso e excursionou pelo exterior. Em 1997, lançou o CD Manual Prático para Festas, Bailes e Afins, com repertório dançante, mas não se desvinculou de seu compromisso com o jazz e a música brasileira, apresentando, em 2000, o show Músicas Antigas e Algumas Inéditas. No Carnaval do mesmo ano, grava para MTV, a marchinha Máscara Negra de Zé Keti. Em 1998, Chegou a participar de shows de choro.
No começo do ano 2002, lançou Dwitza, o trabalho mais jazzy e introspectivo de sua carreira, diversificando como poucos sua produção musical. O álbum também inovou ao ter boa parte do repertório composto por temas instrumentais.
Em 2005, Ed Motta lançou Aystelum, álbum no qual o artista manteve sua marca registrada: experimentação de estilos e a sofisticação harmônica. Samba Azul, Awunism e Canção em Torno Dele são alguns dos destaques do disco. Ed Motta se afirmou de vez como um dos músicos mais criativos em atividade no Brasil. Em 2007, Ed compôs arranjos especialmente para 7 - O Musical, da dupla de diretores de musicais, Charles Moeller e Claudio Botelho. O musical teve grande sucesso em São Paulo e no Rio de Janeiro.
O artista lançou, em 2008, seu nono álbum de estúdio, Chapter 9, primeiro disco totalmente cantado em inglês, no qual gravou todos os instrumentos. No segundo semestre de 2009, lançou o álbum Piquenique. Em março de 2010, interpretou o Hino nacional americano na abertura da São Paulo Indy 300.
Em 2011, compôs o tema Stress & Relax para o filme de animação Brasil Animado. Em 2012, compôs para a trilha sonora da minissérie Subúrbia da Rede Globo. Para criar os temas, se inspirou nas trilhas de soul e funk presente nos filmes blaxploitation dos anos 1970. No mesmo ano, foi auxiliar da jurada Claudia Leitte na segunda etapa do reality show da Rede Globo The Voice Brasil. No terceiro dia de etapa ao vivo do The Voice Brasil, Ed Motta e Luiza Possi cantaram na abertura do programa as canções Somewhere Over the Rainbow e Colombina.
Em 2013, lançou o álbum independente AOR pelo selo LAB 344.
Em 2016, lançou no mercado exterior o álbum Perpetual Gateways, que foi eleito pela revista Rolling Stone Brasil como o 12º melhor disco brasileiro daquele ano.
Em junho de 2023, lançou o single Safely Far. Dois meses depois, foi a vez de Slumberland, inspirado na série de quadrinhos Little Nemo in Slumberland de Winsor McCay, e, em setembro, Deluxe Refuge. As três músicas pertencem ao álbum Behind The Tea Chronicles, que foi lançado no dia 20 de outubro do mesmo ano.
Em julho de 2026, Ed lançou o single Eu quero ser feliz, seu primeiro single em português em 13 anos, a canção faz parte o álbum Toc-Toc, previsto para ser lançado em 25 de setembro no mesmo ano, também no mesmo ano, foi anunciado Aplausos e Enigmas, um álbum de quadrinhos inspirado em Ed Motta com influências na linha clara franco-belga, escrito por PH Tirre com desenhos de Manoel Magalhães, o álbum terá financiamento coletivo atráves do site Catarse e será publicado pela editora Trem Fantasma.
12«O sucesso sem traumas de Ed Motta». O Globo. 20 de março de 1990. Adoro cantar e acho que o público vai perceber todo esse prazer que sinto no meu novo disco. Ele tem um pique ótimo, superalegre. Mas que ninguém se iluda: não falo nada de inglês. Tudo não passou de uma grande armação. Apenas repito sons que já ouvi em algum lugar, sem qualquer preocupação com o significado.
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