光绪十五年进士，同年五月，改翰林院庶吉士。光绪十六年四月，散馆，授翰林院编修。十八年（1892年），授国史馆协修，二十三年（1897年），官日讲起居注官、翰林院侍讲，二十七年（1901年），任《各国政艺通考全书》总校兼总纂、国史馆总纂，三十三年(1907年)五月，上疏参劾军机大臣瞿鸿禨，令其下野，七月又弹劾两广总督岑春煊，使其开缺，两月间扳倒两大重臣，从丁未政潮中名声鹊起。宣统二年，翰林院奏设宪政研究所，任总办，1912年以后，以遗老自居。与法国学者铎尔孟有深厚的友谊。恽毓鼎居官二十三载，目击清末重大事件，他以其亲历，撰成《恽毓鼎澄斋日记》、《崇陵传信录》等著作，史家戴逸对其日记有高度评价，史晓风并曾整理之。