Mit seinen Eltern zieht Ernst Geitlinger nach Abschluss der Oberrealschule 1912 nach New York. Geitlinger beschließt Theatermaler zu werden und schreibt sich an der Academy of Design ein. Der Künstler arbeitet ab 1914 als Zeichenlehrer in der Malschule des Galeristen Puzzi Hanfstaengel.
Um bei Carl Kaspar Malerei zu studieren, geht Geitlinger 1922 nach München und schreibt sich in der Akademie der Künste ein. Der Künstler verlässt 1931 die Akademie und beteiligt sich in den folgenden Jahren an Ausstellungen des "Deutschen Künstlerbundes", der "Neuen Sezession" und der "Juryfreien". Ernst Geitlinger erhält in der Zeit des Nationalsozialismus Ausstellungsverbot, seine Kunst gilt als "entartet".
Seine Emigrationsversuche in die USA, UdSSR und nach Kolumbien scheitern. Der Maler zieht sich in die innere Emigration zurück. In der Nachkriegsära beteiligt sich Ernst Geitlinger am Kunst- und Ausstellungsbetrieb in Deutschland und gehört 1946 zu den Mitbegründern der Münchner Künstlervereinigung "Neue Gruppe". 1950 übernehmen die Münchner Künstlerverbände die Ausstellungsleitung im Haus der Kunst und Geitlinger erreicht, dass die gegenstandslose Malerei mehr Beachtung findet. Ernst Geitlinger erhält zum Wintersemester 1951-52 einen Ruf als Professor für Malerei und Graphik an die Münchner Akademie, die er bis zu seinem siebzigsten Geburtstag innehat.
In der Münchner Kurfürstenstraße 1 gründet der Maler danach eine private Malschule, die ein beliebter Treffpunkt seiner Schüler und Ort des geistigen und künstlerischen Austauschs wird.
Im Alter von 77 Jahren stirbt Ernst Geitlinger am 28. März 1972 in seinem Haus in Seeshaupt am Starnberger See. Wie ein Spiegel der Kunstentwicklung des 20. Jahrhunderts liest sich Ernst Geitlingers Werk: Über die Neue Sachlichkeit hin zu einem bewegten Lyrismus der dreißiger und vierziger Jahre. Von einem strengen Bildaufbau in den fünfziger Jahren bis zu Untersuchungen der Raum-Fläche-Beziehungen spannt sich sein Werk.