D'origine cubano-américaine, Eva Mendes naît à Miami et grandit à Los Angeles. Elle suit des cours de comédie à l'université, avant d'apparaître à la télévision dans la série URGENCES (1998), puis au cinéma dans UNE NUIT AU ROXBURY (John Fortenberry) et URBAN LEGEND 2 : COUP DE GRÂCE (John Ottman, 2000).

La révélation arrive avec son rôle de Sara face à Denzel Washington dans TRAINING DAY d'Antoine Fuqua (2001).

Elle enchaîne les succès physiques avec ALL ABOUT THE BENJAMINS (Kevin Bray), 2 FAST 2 FURIOUS (John Singleton), IL ÉTAIT UNE FOIS AU MEXIQUE... DESPERADO 2 (Robert Rodriguez) et OUT OF TIME (Carl Franklin) (2002-2003).

Elle s'amuse avec Matt Damon et Greg Kinnear dans DEUX EN UN (frères Farrelly), croise Billy Crudup dans TRUST THE MAN (Bart Freundlich) et séduit Will Smith dans HITCH, EXPERT EN SÉDUCTION (Andy Tennant) (2003-2005).

Elle marque Luke et Owen Wilson dans THE WENDELL BAKER STORY (Luke Wilson, 2005) et Nicolas Cage dans GHOST RIDER (Mark Steven Johnson, 2006) et BAD LIEUTENANT : ESCALE À LA NOUVELLE-ORLÉANS (Werner Herzog, 2009).

Elle devient la sensuelle Amanda Juarez pour le sombre et fascinant LA NUIT NOUS APPARTIENT (2007) de James Gray face à Joaquin Phoenix, qui assoit son talent.

Elle se lance entre temps dans la production pour LIVE ! de Bill Guttentag (2007), dans lequel elle joue une productrice de télé réalité prête à tout.

Visage de la marque Revlon, elle distille ensuite son magnétisme dans le frissonnant CLEANER de Renny Harlin, dans le féminin et choral THE WOMEN de Diane English, remake du classique de George Cukor et dans le stylisé THE SPIRIT de Frank Miller (photo) (2008).

Elle mélange les genres dans le délirant VERY BAD COPS (Adam McKay, 2010) avec Will Ferrell et Mark Wahlberg, et dans la chronique de couples LAST NIGHT (Massy Tadjedin, 2010) avec Sam Worthington.

Partante pour les aventures inédites et intenses, elle devient un modèle fascinant face à Denis Lavant dans le poème HOLY MOTORS (Léos Carax), et femme émouvante de Ryan Gosling dans le sombre THE PLACE BEYOND THE PINES (Derek Cianfrance) (2012).