본관은 전주(全州). 평안남도 중화 출생. 1915년 평양 광성학교(光成學校), 1922년 연희전문학교를 졸업한 뒤 공주 영명학교(永明學校) 교사로 재직하다가 도미하였다. 1925년 오하이오주 마운트 유니온대학을 졸업하고 이듬해 뉴욕 시라큐스대학에서 도서관학 석사학위를 받았으며, 1931년 보스턴대학에서 철학박사 학위를 받았다. 미국에 머무르며 시라큐스대학에서 사학을 강의하다, 1934년 귀국해 연희전문학교 교수로 부임하여 도서관장과 학감도 겸임하였다. 1937년 6월 동우회사건(일명 흥사단사건)으로 구속되었다가 석방되었다. 1938년 연희전문학교 학감과 교장을 맡았으며, 1942년 친일단체인 시국대응전선사상보국연맹을 개편한 재단법인 야마토 쥬쿠(大和塾)에 참여하였고, ‘황도(皇道)’ 학습을 목적으로 창립된 황도학회 발기인으로 참여하였다.
광복 후 1945년 9월 영자신문 『코리아 타임즈』(The Korea Times) 발행 준비위원을 맡았으며, 미군정 하지(J. W. Hodge)의 특별보좌관에 임명되어 통역으로 활동했다. 1949년 국제연합 한국협회 이사장을 지냈고, 국제연합 한국위원단 사무관에 임명되었다. 1951년 5월 주영공사(駐英公使)에 임명되어 파리 개최 제6차 국제연합총회 한국대표, 이듬해 영국왕 조지6세 장례식 대통령 특사, 1953년 5월 엘리자베스2세 대관식에 한국대표로 참석했다. 1957년 2월 27일 영국에서 사망했다.
이묘묵의 일제강점기 활동은 「일제강점하 반민족행위 진상규명에 관한 특별법」제2조 제17호에 해당하는 친일반민족행위로 규정되어 『친일반민족행위진상규명 보고서』Ⅳ-12: 친일반민족행위자 결정이유서(pp.634~658)에 상세하게 채록되었다.