Dal 1969 lavora come paleontologo al Museo di Storia Naturale di New York, dove si occupa anche di biodiversità. La sua passione è l'evoluzione; insieme a Stephen J. Gould ha sviluppato la teoria degli equilibri punteggiati, che poi ha ulteriormente sviluppato in una teoria che spiega come la modifica dell'ambiente regoli il processo evolutivo. Eldredge è il responsabile della grande mostra Darwin, inaugurata nel novembre 2005, e autore del libro che l'accompagna Discovering the Tree of Life. Vive a Ridgewood (New Jersey) con sua moglie e la sua collezione di strumenti musicali, ma appena può si ritira tra le montagne Adirondack per camminare, pensare e scrivere.