l padre è aiuto magazziniere di uno zuccherificio. Appena diciottenne inizia la carriera giornalistica lavorando come cronista al Resto del Carlino, e diventa professionista a 21 anni, età minima per entrare nell'albo professionale. Protagonista della guerra partigiana entra a Bologna con le truppe di liberazione e annuncia la fine del conflitto dai microfoni del Pwb.

Dal 1952 al 1960 dirige a Milano il settimanale Epoca; di questi anni è l'inizio del suo rapporto con la televisione destinato a rafforzarsi e durare nel tempo: entra alla Rai, e nel 1961 diventa direttore del Telegiornale; nel 1962 fonda il primo rotocalco televisivo RT, e nel 1969 cura Dicono di lei, un programma d'interviste a personaggi famosi, alternando al lavoro in televisione l'attività di scrittore di libri e la collaborazione con La Stampa (di cui è inviato per una decina d'anni), la Repubblica, il Corriere della sera e Panorama.

Le principali trasmissioni televisive sono Proibito, inchiesta di attualità sui fatti della settimana, due grandi cicli di inchieste internazionali, Douce France (1978) Made in England (1980) e un serie di servizi sul traffico d'armi, la mafia ed altri temi di stretta attualità della società italiana.

Ideatore e conduttore del primo ciclo di Film dossier, nel 1982, e di Questo secolo: 1943 e dintorni, nel 1983, ha conquistando il pubblico anche con numerose altre trasmissioni: 1935 e dintorni, Terza B, facciamo l'appello (1971), Linea diretta (1985, settantasei puntate); nel 1986 presenta le quindici puntate del settimanale giornalistico Spot, nell'87 e '88 Il caso (rispettivamente undici e diciotto puntate), nell'89 ancora Linea diretta (cinquantacinque puntate), seguita in autunno da Terre lontane (sette film e sette realtà) e Terre vicine, sui mutamenti dei paesi ex comunisti dell'Est.

Dal 1991 ad oggi Biagi realizza con la Rai un programma televisivo all'anno: I dieci comandamenti all'italiana (1991), Una storia (1992), Tocca a noi, La lunga marcia di Mao (sei puntate sulla Cina), Processo al processo su tangentopoli, Le inchieste di Enzo Biagi e Il Fatto, programma giornaliero di cinque minuti su avvenimenti e personaggi italiani (1995-98).
Nel 1998 conduce due nuovi programmi, Fratelli d'Italia e Cara Italia. Nell'ottobre 1999 parte la sesta edizione de Il Fatto.
Nel luglio 2000 è autore e volto del programma di RaiUno Signore e Signore, mentre nell'ottobre dello stesso anno è di nuovo in video con la settima edizione di Il Fatto.
A febbraio 2001 conduce il nuovo programma di Rai Uno, Giro del mondo, un viaggio tra arte e letteratura con alcuni tra i protagonisti del Novecento. Quindi, a settembre dello stesso anno, ottava edizione de Il Fatto.