Eva Gaëlle Green začínala hereckú kariéru v divadle a na filmové plátna sa dostala v roku 2003 vďaka režisérovi Bernardovi Bertoluccimu a jeho kontroverznému filmu Rojkovia. Nasledovali snímky ako Arsene Lupin (2004), Kráľovstvo nebeské (2005), Casino Royale (2006), Zlatý kompas (2007), Franklyn (2008), Trhliny (2009), Lono (2010), Dokonalý zmysel (2011), Temné tiene (2012), 300: Vzostup impéria (2014), Sin City: Ženská, pre ktorú by som vraždil (2014), The Salvation (2014), Domov pre neobyčajné deti slečny Peregrinovej (2016) či Dumbo (2019). Známa je tiež vďaka seriálu Penny Dreadful (2014 – 2016), ktorý jej vyniesol nomináciu na Zlatý glóbus. V roku 2007 jej udelili cenu BAFTA pre vychádzajúcu hviezdu.