Müntz begann zunächst in Paris Jura zu studieren, wandte sich dann aber der Kunstkritik und Kunstgeschichte zu. Erste Aufmerksamkeit fand er durch Artikel in der Revue Alsacienne. Ab 1875 studierte an der zwei Jahre zuvor gegründeten École française de Rome bei Albert Dumont. Er eignete sich in den Vatikanarchiven und durch Anschauung vor Ort in Rom eine umfassende Kenntnis italienischer Kunst und Architektur an. Sein erstes Werk war 1875 der Rolle der Päpste in der Förderung der Kunst in der Renaissance gewidmet. 1876 wurde er Bibliothekar und Archivverwalter der Ecole des Beaux-Arts in Paris. 1885 bis 1892 übernahm er dort auch den Lehrstuhl für Ästhetik von Hippolyte Taine.
Er befasste sich insbesondere mit der italienischen Renaissance, unter anderem schrieb er eine Biographie von Raffael und von Leonardo da Vinci. Anerkennung fand er besonders durch seine Raffaelbiographie und in Frankreich durch seine Gesamtdarstellung der Kunst der Renaissance (1888–1894), wobei der Schwerpunkt seiner Studien im Rom und Florenz der Hochrenaissance lag. Er publizierte auch über römische und frühchristliche Kunst und zeitgenössische Kunst, über die Sammlungen der Medici und der Päpste in Avignon.
Seine Schriften haben vor allem beschreibenden und dokumentarischen Charakter, basierend auf einer genauen Kenntnis der vorhandenen Dokumente. In einer Schrift 1884 über Raffael in der Kunstgeschichte und Kunstkritik wandte er sich gegen den Trend zu spezialisierter Kunst-Kennerschaft, für damals Giovanni Morelli stand. Er war auch kritisch gegenüber dem positivistischen Zugang seines Kollegen an der École des beaux-artsHippolyte Taine eingestellt. In Italien unternahm zur gleichen Zeit Gaetano Milanesi ähnliche Pionierarbeiten über historische Quellen zur Kunstgeschichte der Renaissance. Müntz bemühte sich, die verschiedenen Bereiche von Kunst und Kunsthandwerk miteinander zu verbinden und behandelte auch zum Beispiel Möbel, Keramik, Schnitzarbeiten und Tapeten. Zuletzt befasste er sich mit dem Einfluss der italienischen Renaissance im übrigen Europa beginnend mit Frankreich. Sein Tod verhinderte hier weitere geplante Studien.
Les arts à la cour des papes pendant le XVe et le XVIe siècle, 4 Bände, 1878–1898
Les précurseurs de la Renaissance, 1881
Raphaël, sa vie, son œuvre et son temps, 1881, 2. Auflage 1886
Histoire de la tapisserie, 1882
Etudes sur l’histoire de la peinture et de l’iconographie chrétiennes, 1882
Les Historiens et les critiques de Raphael, 1884
Histoire de l’art pendant la Renaissance, 3 Bände, 1888–1894, Band 1: Les Primitifs, 1888; Band 2: L’Age d’Or, 1891, Band 3: La Fin de la Renaissance, 1895
Léonard da Vinci, l’artiste, le penseur, le savant, 1899
Etudes iconographiques et archéologiques sur le Moyen-Age, 1888
Donatello, 1885
Le Palais des papes à Avignon, 1886 bis 1892
mit P. Fabre: La Bibliothèque du Vatican au XVIe siècle, 1887
Collections des Médicis au XVe siècle, 1887
Antiquités de Rome au XIVe, XVe et XVIe siècles, 1887
Florence et la Toscane, 1897
La Tiare Pontificale du VIIIe siècle au XVIe siècle, 1897
La Renaissance en Italie et en France à l’époque de Charles VIII, 1885
mit Émile Molinier: Le Château de Fontainebleau au XVie siècle, 1886
Literatur
Louis Gillet: Eugène Müntz, in: Catholic Encyclopedia. Vol. 10. Robert Appleton Company, New York 1911