Eva Green aktorystės mokėsi Eva St. Paul dramos mokykloje Paryžiuje, taip pat Webber Douglas akademijoje Londone.

Aktorės karjera prasidėjo vaidmenimis teatre, kur ji dažniausiai atlikdavo neigiamų herojų vaidmenis. Už vaidmenį spektaklyje „Jalousie en Trois Fax“ ji buvo nominuota Molière apdovanojimui.

Debiutas kine vaidmeniu Bernardo Bertolucci filme „Svajotojai“ 2003 metais buvo išsiskiriantis nuogų scenų gausa, tačiau Evos Green vaidyba buvo įvertinta Europos filmų apdovanojimuose geriausios metų aktorės nominacija. 2005 metais ji buvo pakviesta atlikti princesės Sibilės vaidmenį Ridley Scott epe apie kryžiaus žygį filme „Daungaus karalystė“. Kiek vėliau išleista šio filmo neiškarpyta režisieriaus versija padėjo gauti Vesper Lynd vaidmenį filme apie Džeimsą Bondą „Kazino Royale“. Pradžioje jos kandidatūra buvo atmesta, bet režisierius Martin Campbell persigalvojo, išvydęs pilną „Dangaus karalystės“ versiją. Evos Green vaidyba buvo įvertinta BAFTA ir „Empire“ apdovanojimais, o „Entertainment Weekly“ Bondo merginų sąraše jai skyrė 4-ą vietą. Šis vaidmuo įtvirtino Evos, kaip fatališkos moters vaidmenų atlikėjos, reputaciją.

Po metų metais ji vėl vaidino, kaip ir „Kazino Royale“, kartu su Daniel Craig filme „Auksinis kompasas“.

2009 metais ji atliko vaidmenį filme „Cracks“, kurį režisavo Ridley Scott duktė Jordan Scott. Nepaisant sėkmingos karjeros kine, Eva Green daugiau dėmesio skiria vaidmenims teatre, o ne Holivude.