Евгения Брик (настоящая фамилия — Хиривская) родилась в Москве 3 сентября 1981 года. Сценическим псевдонимом Евгения взяла фамилию своей прабабушки по отцу Софьи Брик. Отец Евгении — кандидат физико-математических наук, доцент, преподаватель физики и информатики. Мама хотела быть актрисой, но после рождения Евгении и ее сестры Валерии посвятила себя семье.
Евгения Брик училась сначала в гимназии с углубленным изучением английского языка, позже перешла в школу при театральном училище Щепкина. В пять лет прошла кастинг и стала манекенщицей в Доме моды на Кузнецком мосту, окончила школу имени Ростроповича по классу фортепиано.
В 2004 году Брик окончила Российскую академии театрального искусства-ГИТИС, мастерскую Александра Збруева.
В кино и сериалах Брик начала сниматься, еще учась в институте. Первую главную роль она сыграла в фильме «Граф Монтенегро», партнерами актрисы стали Александр Домогаров и Алексей Чадов, снялась в небольших эпизодах сериалов «Каменская», «Марш Турецкого».
Известность пришла к Брик с ролью комсомолки Кати в фильме Валерия Тодоровского «Стиляги» (2008 год). За экранное воплощение «комиссара», руководителя облав на стиляг и вместе с тем влюбленной студентки Евгения Брик была номинирована на премию «Ника» и получила приз «Лучший кинозлодей года» от MTV.
Брик сыграла заметные роли еще в нескольких фильмах своего супруга Валерия Тодоровского: «Тиски», «Одесса»; в сериале «Оттепель» Брик появляется в самом начале первой серии, в ярком эпизоде с главным героем картины в исполнении Евгения Цыганова. Снималась много и у других режиссеров: у Александра Велединского в фильме «Географ глобус пропил», у Алексея Попогребского в сериале «Оптимисты», у Алексея Смирнова в «Садовом кольце».
«Женя всегда на моих фильмах проходила пробы, и это не кокетство. Мне казалось, что это важно и для нее тоже — понимать, что она пришла на фильм не просто в качестве жены режиссера. (…) Мне было важно, чтобы эта честность оставалась, между нами тоже. Хотя я, конечно, считаю, что она самая талантливая, самая красивая, я безумно ее люблю. Но есть моменты, когда вступает в силу профессия. Я снимал ее всегда, когда понимал, что это ее роль», — рассказывал Тодоровский
С мужем Валерием Тодоровским Евгения познакомилась в начале нулевых, придя на кастинг как одна из претенденток на роль.
«Наверное, почувствовали что-то друг к другу при первой встрече… Я пробовалась в сериал «Закон» режиссера Александра Велединского — это был первый кастинг в моей жизни. Хорошо все помню. К нам в институт пришла ассистент по актерам, снимала нас, тогда еще существовала бумажная картотека. Мне было 19 лет, я подготовилась, пришла, все сделала, как нужно. И Велединскому я понравилась, но вышло так, что не подошла по возрасту (...)», — вспоминала актриса.
В 2006 году они поженились, в августе 2009-го у пары родилась дочь Зоя. С 2008 года семья жила в Лос-Анджелесе.