Mit 15 Jahren nahm Themistokles von Eckenbrecher für ein Jahr seinen ersten Malunterricht bei dem Potsdamer Hofmaler Gustav Wegener (1812-1887).
Im Anschluss nahm er von 1861-63 Privatunterricht bei Oswald Achenbach (1827-1905) in Düsseldorf.
Im gleichen Jahr unternahm er eine Studienreise durch Deutschland und die Schweiz. Dabei besuchte er Alexandre Calame (1810-1864).
1870-71 wurde er als Offizier in den Deutsch-Französischen Krieg eingezogen.
Nach seiner Rückkehr reiste er mit Fürst Peter zu Sayn-Wittgenstein nach England, Schottland, Island und Spitzbergen.
Im Anschluss ging es weiter nach Rumänien, Griechenland, Italien und in die Türkei. Außerdem nach Itissarlik, um die Ausgrabungen von Heinrich Schliemann zu besuchen.
1874 trat er eine neue Reise mit dem Fürsten in die russischen Polargebiete und zum Nordkap.
Ein Jahr später fuhr er nach Konstantinopel, Griechenland und Italien. Diesmal wurde er von seiner Frau begleitet.
1910 unternahm er seine letzte Tour nach Portugal und Teneriffa.
Zeitweise unterrichtete er an den Kunstakademie von Conrad Fehr (1854-1933) in Berlin.
Nach Ende des Ersten Weltkrieges siedelte er nach Goslar über.
Zwischen 1861-67 gehörte er der Künstlervereiniung Malkasten an.

In seinen Darstellungen behielt er konsequent die Darstellungs-Prinzipien des akademischen Naturalismus bei.