Eva Mendes s-a născut în Miami, Florida, însă a crescut în Los Angeles în cartierul cubanez-american. În liceu s-a apucat să joace în piese de teatru, învățând de la profesoara ei Ivana Chubbuck. Acest lucru a condus la dorința ei de a juca în filme de lung metraj.
Deși a primit multe roluri micuțe în filme, ea nu prea a fost cunoscută până în momentul în care a jucat rolul partenerei lui Denzel Washington în filmul Training Day (2001). De atunci ea a început să aibă o gamă mai amplă de roluri, de la comice la dramatice. Aceasta i-a oferit oportunitatea de a lucra cu mulți regizori renumiți precum Robert Rodriguez „Once upon a time in Mexico” (2003), Carl Franklin “Out of Time” (2003), John Singleton “2 Fast 2 Furious” (2003), Antoine Fuqua “Training Day” (2001) și frații Farrelly “Stuck on You” (2003).
Eva a jucat și în filmul independent „The Wendell Baker Story” (2005), alături de Owen Wilson, Luke Wilson și Will Ferrell, în regia lui Luke Wilson. Înainte de asta, cel mai renumit film al ei a fost „Hitch” (2005), o comedie romantică în care joacă alături de Will Smith.
De-a lungul carierei actoricești, Eva este angajată de către compania Revlon Cosmetics ca purtător de cuvânt internațional. Ea se alătură actrițelor și modelelor de elită precum Julianne Moore, Halle Berry și Cindy Crawford, care apar în emisiunea televizată Revlon și în multe anunțuri imprimate. Este de asemenea o pasionată susținătoare și o participantă activă în lupta Revlon împotriva cancerului la sân.
Obiectivele Evei sunt acelea de a-și imbunătăți abilitățile sale pentru actorie prin colaborarea cu regizori/realizatori de film precum Steven Soderbergh, Spike Jonze și Pedro Almodovar, și de asemenea învățând de la regizori de renume ca Federico Fellini și Michelangelo Antonioni.
Eva Mendes s-a specializat în marketing la Universitatea de Stat Northridge din California. A mai jucat apoi în filmele: Trust the Man (2005), Ghost Rider (2007), We Own the Night (2007), Live! (2007), Cleaner (2007). În 2008, a fost nominalizată la Premiul Zmeura de Aur pentru cea mai proasta actriță pentru interpretarea ei din comedia The Women. A mai apărut în The Spirit, Bad Lieutenant: Port of Call New Orleans, The Other Guys (2010), Last Night (2010), Fast Five (2011). În 2012, a vizitat Sierra Leone și a fost prezentată în documentarul Half the Sky. A jucat apoi în The Place Beyond the Pines (2012), Clear History (2013), Lost River (2014, regizat de partenerul ei). Ea a apărut, de asemenea, în videoclipul muzical al lui The Strokes, The End Has No End, în 2004, și a apărut nud într-o reclamă pentru parfumul Secret Obsession al lui Calvin Klein, o reclamă care a fost interzisă în Statele Unite. Mendes a fost un model al calendarului Campari 2008. În iulie 2008, ea a fost anunțată ca imagine internațională a evenimentului 30 Days of Fashion & Beauty din Australia. A fost purtător de cuvânt pentru Calvin Klein, Magnum și marca de lapte cu ciocolată Cocio. Ea a promovat, de asemenea, parfumul Angel lui Thierry Mugler, pantofii Reebok și șamponul Pantene. În 2011, Mendes a apărut într-un catalog de îmbrăcăminte Peek & Cloppenburg. Ea are o linie de lenjerie de pat și veselă care se vinde la Macy's. În 2010, Mendes a cântat la Pimps Don’t Cry, o melodie prezentată în The Other Guys, și a interpretat un duet cu CeeLo Green la Pimps Don’t Cry. În 2011, ea a înregistrat o versiune The Windmills of Your Mind. A fost vocea vorbitoare din melodia lui Will Smith, Miami, și a apărut în videoclipul muzical. Eva este angajată de Revlon Cosmetics ca purtător de cuvânt internațional. A fost directorul de creație al brandului de machiaj CIRCA Beauty, care s-a lansat exclusiv la Walgreens, în 2015. În plan personal, Eva are două fiice cu partenerul ei, actorul Ryan Gosling (cu care este împreună din 2011): Esmeralda Amada Gosling (născută pe 12 septembrie 2014) și Amada Lee Gosling (născută pe 29 aprilie 2016). Ea s-a concentrat pe creșterea copiilor cuplului și pe supravegherea liniei ei de îmbrăcăminte cu New York & Company.