Este fratele cunoscutului om politic Constantin Kretzulescu. A urmat studiile la Facultatea de Medicină din Nantes. În anul 1839 a devenit doctor în medicină şi chirurgie, susținând teza Questions sur les diverses branches des sciences médicales; quelles sont les circonstances générales qui ont le plus d’action sur les appareils organiques. A fost „medic de despărţământ” la „culoarea de negru” din București (1839–1848) şi la Spitalul „Pantelimon”, în anul 1847. A participat la Revoluția de la 1848 din Ţara Românească, fiind trimis de Guvernul Provizoriu să medieze o înțelegere româno-maghiară contra Rusiei; a făcut parte din comisia stabilită pentru redactarea Constituției. După înfrângerea Revoluției de la 1848 din Ţara Românească, a fost exilat în Imperiul Otoman unde a devenit medic la Spitalul militar „Kuleli” din Istanbul. A revenit în ţară în 1851, la Spitalul „Colţea”; în 1855 a fost numit efor al spitalelor din București. A ocupat, de-a lungul anilor, importante demnități: ministru la Departamentul din Lăuntru (1857–1858), ministru de Finanțe (1857–1858, 1865–1866, 1871), ministru de Interne (1859, 1862–1863, 1866), președinte al Consiliului de Miniştri (1859, 1862–1863, 1865–1866), ministru al Justiţiei (1862–1863, 1863, 1871), ministru al Lucrărilor Publice (1866, 1871–1873), ministru al Industriei, Agriculturii şi Lucrărilor Publice (1865–1866), ministru al Cultelor şi Instrucţiunii Publice (1879– 1880), trimis extraordinar şi ministru plenipotențiar la Berlin (1873–1876), la Roma (1880–1881), la St. Peterburg (1881–1886) şi la Paris (1891–1893); A fost președinte al Senatului în perioada decembrie 1889 – iunie 1890.

A fost inițiatorul învățământului medical în Țara Românească şi unul dintre animatorii vieţii ştiinţifice româneşti din a doua jumătate a sec. XIX. Prin eforturile sale în ianuarie 1842 s-a deschis Şcoala de mică chirurgie de la „Colţea”, iar pentru uzul elevilor a întocmit un Manual de anatomie descriptivă, primul de acest fel în limba română, cu ajutorul căruia a pus bazele terminologiei anatomice româneşti prin adoptarea celei franceze. În același an a tradus Manualul pentru îngrijitorii şi îngrijitoarele femeii lehuze, pentru moaşe şi pentru mume de familie al lui Fr. E. Fodéré. S-a numărat printre cei mai activi susţinători ai înfiinţării Societăţii Academice Române și ai organizării diferitelor instituţii culturale ale ţării (Arhivele Statului, muzee).