Евгений родился 2 марта 1963 года в Хабаровске в семье военного и учительницы. Отец рано умер, и мама вместе с маленьким Женей и его братом переехала в маленький украинский городок Никополь Днепропетровской области. Чтобы увлечь сына занятиями, мама отвела Евгения в музыкальную школу по классу скрипки. Параллельно мальчик занимался боксом. Однажды молодой человек вместе с другом заглянул на танцы, и ему настолько понравилось на «дискотеке», что он попробовал спеть с музыкантами. «Меня оставили. А потом эта музыкальная история так затянула, что я избежал незавидной участи 80% малолеток из Никополя», – вспоминает Дятлов. К выпускному классу Дятлов уже решил, что уедет из городка. Евгений поступил в Харьковский университет на факультет романо-германской филологии. Но потом перевелся на заочное отделение, вернулся в Никополь, где пахал на местном заводе, в горячем цеху, пока его не забрали в армию. После службы возмужавший Евгений Дятлов восстановился в университете, но проучился ровно год. Молодой человек понял, что хочет быть певцом и навсегда связать свою профессию с музыкой. Он рванул в Ленинград, чтобы поступить в творческий вуз. Так Дятлов оказался студентом Ленинградского государственного института театра, музыки и кинематографии им. Н. К. Черкасова (1990). «Я вообще не знал, что такое театр, я хотел быть певцом и поступать на эстрадно-джазовое отделение. Но туда в тот год не было набора, и я, проходя мимо театрального, подал заявление. И сразу же поступил», –вспоминает актер. В годы учебы Евгений Дятлов активно занимался рок-музыкой, играл в рок-ансамблях, в том числе, участвовал в записи альбома знаменитой группы «АукцЫон». Закончив ЛГИТМиК по специальности «актер драмы и кино», он год проработал в питерском театре «Буфф», но из-за нехватки драматических ролей ушел в Молодежный театр на Фонтанке. А еще через пять лет стал актером питерского Театра Сатиры на Васильевском.
Сосредоточившись на театральной и музыкальной карьере, выступая, выпуская альбомы, в кино Евгений стал сниматься достаточно поздно. Он дебютировал в 1996-м. Его первая роль на экране – петербургский паренек Женя из сериала «Поживем – увидим». Через три года 36-летний актер сыграл в сериале «Агент национальной безопасности» (1999) – примечательно, что ему досталась роль странноватого музыканта-скрипача Сергея Шитикова в эпизоде о похищении «Скрипки Страдивари». Следом Евгений исполнил роль убийцы Сергея Вихренко в популярном сериале «Бандитский Петербург: Барон» (2000). Постепенно Дятлов появлялся то в одном сериале, то в другом, завоевывая узнаваемость и известность среди массового зрителя («Убойная сила» (2000 – 2005), «Черный ворон» (2001 – 2004), «Госпожа Победа» (2002), «Морской узел» (2002) и других). В 2005 году 42-летний актер воплотил на экране образ поэта Владимира Маяковского в телесериале «Есенин», где главную роль сыграл Сергей Безруков. А также снялся в роли водителя Виктора в фильме о мистических увлечениях большевистской верхушки режиссера Дмитрия Светозарова «Вепрь». Дятлов также известен по актерским работам в сериалах «Братья» (2008), «Ярость» (2011), «Белая гвардия» (2012), «Честь самурая»(2012), «Жизнь и судьба» (2012) и другим.
Актер женат третьим браком на актрисе Юлией Джербиновой, от которой у него есть дочь. Евгений также воспитывает двух сыновей от двух предыдущих браков.
