Родилась Ева 15 марта 1975 года в городе Корпус-Кристи, штат Техас, на побережье Мексиканского залива. Девочка была четвертым ребенком в семье. Ее родители, Элла Ева Мирелес и ее муж, землевладелец, Энрике Лонгория Старший, имевшие мексиканское происхождение, так же воспитывали трех ее старших сестер – Эмили Жанетт, Элизабет Джудину и Эсмеральду Джозефину. Ева с раннего детства выделялась среди других детей. Девочка была единственным смуглолицым ребенком с темным цветом глаз и волос. Все старшие сестры как на подбор были голубоглазыми и светловолосыми. В определенный момент Еву даже одолевали сомнения о своей родственной принадлежности к собственной семье. Возможно, именно из-за этой разницы девочка оказалась самой бойкой и целеустремленной. Только она поступила в университет и получила высшее образование. Выбор Лонгории пал на близлежащий университет Texas A&M University-Kingsville. Девушка закончила его со степенью бакалавра в кинезиологии. Одновременно с этим привлекательная Ева решила попробовать себя в сфере шоу-бизнеса.
Девушка регулярно посещала кастинги, принимала участие в разных мероприятиях. Так, первый успех пришел вместе с завоеванным титулом «Мисс Корпус-Кристи». Он вселил уверенность в своих силах и определил решение Евы переехать в Лос-Анджелес. После переезда Ева быстро обзавелась личным агентом, и здесь началась ее карьера. Первую кинематографическую роль начинающая актриса получила в 2000 году. Лонгории достался образ симпатичной стюардессы в одном из эпизодов популярного молодежного телесериала «Беверли-Хиллз, 90210». Далее последовали две другие гостевые роли в самом продолжительном по данным «Книги рекордов Гиннесса» телесериале «Главный госпиталь», а также в популярной «мыльной опере» телеканала CBS «Молодые и дерзкие». В 2003 году Лонгория получила более существенную работу в криминальном сериале «Прочная сеть». Зрители могли увидеть ее в роли детектива Глории Дюран в десяти эпизодах ленты. Затем последовала съемка в триллере Стефена Т. Кэя «Только мертвые знают».
В 2005 году Ева была утверждена на роль Сильвии в криминальной драме Дэвида Эйра «Крутые времена». Главную роль в проекте исполнил лауреат премий «Оскар» и «Золотой глобус» Кристиан Бэйл. Через год Лонгория появилась в кадре с Майклом Дугласом, Кифером Сазерлендом и Ким Бейсингер в детективном триллере Кларка Джонсона «Охранник». В основном картина получила нелестные отзывы критики и имела низкий рейтинг, несмотря на звездный актерский состав. Вместе с Беном Стиллером актриса снялась в семейной комедии «Девушка моих кошмаров». Главную женскую роль Ева исполнила в комедии «Невеста с того света», вышедшей в 2008 году. Но ключевой успех, который и повлек за собой большинство приглашений к съемкам, пришел к Лонгории в 2004 году, когда она была отобрана на роль Габриэль Солис в телесериал «Отчаянные домохозяйки». Эта работа была оценена критиками и отмечена несколькими престижными номинациями, включая «Золотой глобус» и Премию Гильдии киноактеров США.
