Tras trabajar durante una temporada en Almería y Granada, lo nombraron profesor de matemáticas puras y aplicadas en la misma escuela donde realizó sus estudios de ingeniería. Según los expertos, sus Ejercicios de Geometría Analítica (1865) y sus Teorías modernas sobre la física unidad de las fuerzas materiales (1867) han sido trabajos muy importantes. También estudió economía política, filosofía, geología y política; trabajó como ingeniero y químico.

En la década de 1860 lo nombraron ministro de Comercio. Fue miembro de la Sociedad de Economía Política y trató de difundir las doctrinas de libre comercio tanto en prensa como en diferentes foros. En 1866 lo nombraron miembro de la Academia Española de Ciencias Exactas. Fue él quien introdujo la teoría de los determinantes y el cálculo de las transformaciones. Fue uno de los fundadores del partido republicano progresista junto a Salmerón. Cuando la revolución de 1868 echó a la monarquía del poder dejó su trabajo como profesor para participar en el gobierno revolucionario. Durante 1867 y 1874 fue ministro de Educación y Finanzas; cuando se reinstauró la dinastía de los borbones dejó la política y comenzó a destacar como dramaturgo.

Fue uno de los fundadores del Banco de España. Fue diputado por Asturias y en 1905 ministro de Economía. Cuando en 1867 publicó La hija natural no tuvo mucho éxito y quedó en la sombra hasta publicar en 1877 Para tal culpa tal pena. La última noche, obra de teatro escrita 1867, fue producida en 1875, pero para entonces ya había comenzado a tener éxito con la representación de El libro talonario, en el Teatro Apolo, en 1874. Esta obra la escribió durante la época en la que estuvo exiliado en París. El mismo año, pero un poco más tarde, presentó La esposa del vengador, obra que fue muy bien acogida por el público, a pesar de que tenía algunas exageraciones junto a la buena escenografía.

A partir de 1874 escribió muchas obras de teatro, algunas exitosas y otras no tanto. Entre las más exitosas se encuentran El puño de la espada (1875), O locura o santidad (1877), traducida al sueco y al italiano y En el seno de la muerte (1879), perfectamente traducida al alemán por Fastenrath. Comenzó a introducirse en temas de contenido social por influencia de la obra del dramaturgo noruego Henrik Ibsen. El gran Galeoto (1881), probablemente la obra más completa de Echegaray, ha sido traducida a muchas lenguas y todavía se representa. En 1894 lo nombraron miembro de la Real Academia Española de la Lengua y en 1904, obtuvo el premio Nobel de Literatura junto a Frédéric Mistral. Ese mismo año fue responsable de la Hacienda Española por un tiempo.

A pesar de la buena acogida que tuvieron sus obras por parte del público, los jóvenes intelectuales y escritores de su época, pertenecientes a la generación del 98, lo criticaban tachando sus obras de melodramas artificiales y llenos de excesos. Se ha dicho que aplicaba la matemática al teatro, porque creaba y organizaba sus obras con gran cuidado, utilizando rigurosamente las técnicas teatrales y preocupándose especialmente por los personajes protagonistas y, además, mostrando gran imaginación; en cambio a la hora de definir los personajes e imaginar situaciones, sin embargo, no es tan bueno. Alterna verso y prosa. Su dificultad para decantarse por alguna de ellas se explica quizá porque ninguna de las dos es brillante. Quizás estas debilidades han sido la razón de que no haya perdurado su fama. Murió en Madrid en 1916.

Los de la generación del 98 no le apreciaban

Un grupo de intelectuales de la generación del 98 protestó en 1905 por la concesión del premio nobel a Echegaray, a través de un manifiesto. Este documento decía, entre otras cosas: "Parte de la prensa ha publicado la idea de hacer un homenaje a José Echegaray, como si lo hiciera en nombre de todos los intelectuales de España. Nosotros-con el derecho de ser considerado dentro de ese grupo y sin discutir ahora sobre la identidad de José Echegaray- expresamos que nuestras ideas estéticas son otras y nuestras admiraciones muy diferentes.

Renovador de la Matemática en España

A finales del siglo XIX España estaba muy desfasada en comparación con otros países con respecto a la matemática. Echegaray no cesó de decirlo siempre que pudo y no perdió la oportunidad cuando pronunció el discurso de ingreso en la Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de Madrid. Soltó esta frase tan concluyente: "...la ciencia matemática no nos debe nada, no es nuestra; no hay en ella ninguna palabra que no puedan pronunciar sin ayuda los labios españoles..."

Aquel discurso levantó muchas polémicas en aquella época y sentó mal a mucha gente. Sin embargo, nadie podía acusar a Echegaray de no haber intentando poner remedio a aquella situación. En la bibliografía de Echegaray del último tercio del siglo XIX hay algunas aportaciones en el ámbito de la física, por ejemplo de termodinámica, de la teoría de la luz, de electricidad y magnetismo; y también en el ámbito de la matemática, tanto las realizadas en la geometría superior como en la teoría de los determinantes.

El Ateneo de Madrid en aquella época organizaba cursos y conferencias de alto nivel para las cuales traían expertos. También llamaron a Echegaray. Enseñó tres materias: la teoría de Galois, las funciones elípticas y las ecuaciones diferenciales. Los planteamientos mostrados allí no eran sobresalientes en un contexto más amplio en aquella época, sin embargo, constituyeron un gran impulso para la renovación de la matemática en España.

Podemos decir que el teatro le dio dinero y poco renombre y la ciencia, todo lo contrario.