Eva Green s-a născut pe 5 iulie 1980 în Paris, Franța. Mama ei este actrița Marlene Jobert, iar tatăl este un dentist de origine suedeză. Are o soră geamănă, Joy, care s-a născut cu două minute mai devreme decât ea și alături de care copilărit în Paris. Își descrie familia ca fiind burgheză și boemă. A știut că vrea să devină actriță de la paisprezece ani când a văzut-o pe Isabelle Adjani în The Story of Adele H.
A studiat actoria în limba engleză și a jucat în diverse teatre înainte de a fi celebră. A devenit cunoscută în 2003 după ce a jucat în controversatul "The Dreamers" al lui Bernardo Bertolucci. Au urmat apoi "Kingdom of Heaven" și "Casino Royale" din seria James Bond pentru care a primit și premiul BAFTA.