Sie steht seit ihrem zwölften Lebensjahr auf der Bühne und vor der Kamera und spielt in mehr als zweihundert Filmproduktionen und Theaterstücken mit – Eva Mattes gehört in den siebziger Jahren des letzten Jahrhunderts zu den wichtigsten Darstellerinnen des Neuen Deutschen Films. Für ihre zahlreichen Rollen, in denen sie hauptsächlich handfeste Frauen darstellt, die mitten im Leben stehen, wird sie mit zahlreichen Preisen und Auszeichnungen geehrt
Eva Mattes kommt am 14. Dezember 1954 im oberbayrischen Tegernsee als Tochter der ungarischen Schauspielerin und Tänzerin Margit Symo und des österreichischen Komponisten und Dirigenten Willy Mattes zur Welt. Bereits als Schülerin arbeitet sie im Film- und Theatergeschäft, wobei sie damals noch als „Evi Mattes“ angekündigt wird – sie besucht nie eine Schauspielschule und verfügt über keine abgeschlossene Schulbildung.
Die Stimme von Eva Mattes ist Generationen von Kindern bekannt – sie synchronisiert in den siebziger Jahren in der US-Serie „Lassie“ die Hauptfigur Timmy und spricht die Pippi Langstrumpf in der gleichnamigen Kinderserie.
Ihren ersten Kameraauftritte hat Eva Mattes 1964 in „Dr. med. Hiob Prätorius“ und 1967 im TV-Film „Der Tag, an dem die Kinder verschwanden“. Größere Bekanntheit erlangt sie 1970 durch ihre Mitwirkung im Film „O.K.“ – der Anti-Vietnamkriegsfilm sorgt dafür, dass das Berliner Filmfestival Berlinale nach dem Rücktritt der Jury ohne Preisträger zu Ende geht. Auch ist sie 1971 in „Mathias Kneissl“ zu sehen – beide Filme werden mit dem „Bundesfilmpreis“ ausgezeichnet.
In den siebziger Jahren ist Eva Mattes in mehreren Filmen von Rainer Werner Fassbinder zu sehen – unter anderem in „Die bitteren Tränen der Petra von Kant“ (1972) an der Seite von Margit Carstensen, Hanna Schygulla und Irm Hermann, in „Wildwechsel“ (1973), im Fünfteiler „Acht Stunden sind kein Tag“ (1972) neben Gottfried John und Hanna Schygulla, in „Fontane Effi Briest“ (1974) mit Hanna Schygulla und Karlheinz Böhm und „In einem Jahr mit 13 Monden“ (1978) neben Ingrid Caven und Elisabeth Trissenaar.
1972 wird Eva Mattes ans deutsche Schauspielhaus in Hamburg engagiert, wo sie unter Peter Zadek mit den Stücken „Othello“ und „Stallerhof“ für Furore sorgt.
Nach Rollen in den Thrillern „Supermarkt“ (1973) neben Witta Pohl und Michael Degen und „Die Hinrichtung“ (1975) spielt Eva Mattes 1976 in Werner Herzogs „Stroszek“ neben Burkhard Driest und 1979 in „Woyzeck“ mit Klaus Kinski – wofür sie bei den Filmfestspielen in Cannes als „Beste Nebendarstellerin“ ausgezeichnet wird.
1979 übernimmt Eva Mattes die Hauptrolle im Drama „Deutschland, bleiche Mutter“, danach spielt sie unter anderem in „David“ (1979), „Vor den Vätern sterben die Söhne“ (1980), „Deutschland kann manchmal sehr schön sein“ (1981), „Céleste“ (1981), „Ein Mann wie Eva“ (1983), „Die wilden Fünfziger“ (1983) an der Seite von Boy Gobert, Christine Kaufmann und Sunnyi Melles, „Auf immer und ewig“ (1985), „Herbstmilch“ (1988) neben Dana Vávrová, „Elektro-Lähmung – Ein Film gegen die Ohnmacht“ (1989), „Das Sommeralbum“ (1991), „Das Versprechen“ (1994) neben Corinna Harfouch und Meret Becker, „Schlafes Bruder“ (1995) an der Seite von André Eisermann und Ben Becker, „Der Schrei der Liebe“ (1997) mit Jürgen Prochnow, „Widows – Erst die Ehe, dann das Vergnügen“ (1998) neben Heino Ferch, Ornella Muti und Uwe Ochsenknecht, „Enemy At The Gates“ („Duell – Enemy At The Gates“, 2000) an der Seite von Jude Law, Joseph Fiennes und Bob Hoskins, „Goebbels und Geduldig“ (2002) neben Ulrich Mühe und den drei Teilen der Kinderkomödie „Das Sams“ (2001, 2003 und 2012) neben Christine Urspruch, Ulrich Noethen und Armin Rohde
Von 2002 bis 2015 spielt Eva Mattes in der populären Krimireihe „Tatort“ die Rolle der Kommissarin Klara Blum.
2011 veröffentlicht Eva Mattes unter dem Titel „Wir können nicht alle wie Berta sein“ ihre Erinnerungen in Buchform, in der sie über Begegnungen mit Rainer Werner Fassbinder, Werner Herzog, Peter Zadek und anderen Größen aus der Film- und Theaterwelt berichtet.
Eva Mattes hat mit dem Regisseur Werner Herzog die gemeinsame Tochter Hanna. Ihr Sohn Josef stammt aus ihrer Beziehung zum österreichischen Künstler Wolfgang Georgsdorf, mit dem sie zusammen in Berlin lebt.