Eva Marie Saint nasce a Newark, nel New Jersey, il 4 luglio 1924. Frequenta la Bethlehem Central High School a Delmar, diplomandosi nel 1942, dopodiché studia recitazione alla Bowling Green State University. Tra il '46 e il '47 appare in uno dei primi Live Show televisivi della NBC, chiamato "Campus Hoopla", programma che è poi registrato per i Kinescope. Continua fino a fine quaranta a lavorare sodo per farsi largo alla radio e alla televisione, finché vince un Drama Critics Award per un ruolo a Broadway nello show The Trip to Bountiful (1953), nel quale recita accanto a Lillian Gish e Jo Van Fleet. Due anni dopo riceve una nomination agli Emmy come Miglior Attrice in The Philco Television Playhouse. Lo stesso anno riceve un'altra nomination agli Emmy per la versione televisiva del musical di Thornton Wilder Out Town, che vedeva nel cast anche Paul Newman e Frank Sinatra. Il suo successo è tale da valergli il soprannome di "the Helen Hayes of television".
Il debutto sul grande schermo risale al 1954, quando entra nel cast di Fronte del Porto di Elia Kazan, nel quale recita anche Marlon Brando. La sua interpretazione di Edie Doyle le vale un Academy Award come Miglior Attrice non protagonista - unico della sua carriera. Il film ne vince in totale 8, due dei quali vanno a Kazan e Brando. Il successo di questo film le permette di lavorare negli anni successivi con i registi migliori in circolazione, tra i quali Fred Zimmerman in Un cappello pieno di pioggia (1957), con Don Murray, ed Edward Dmytryk ne L'albero della vita (1957), dramma romantico interpretato anche da Montgomery Clift, Elizabeth Taylor e Lee Marvin. Due anni dopo è invece scelta da Alfred Hitchcock per interpretare la femme fatale, comprimaria a Cary Grant, nel thriller che ha poi ispirato la serie di James Bond, Intrigo internazionale (1959), che vede nel cast anche James Mason e Martin Landau. Il film riceve tre nomination agli Academy Awards, che però non si aggiudica. Nonostante questo è ad oggi uno dei lavori più apprezzati del regista inglese, detiene la posizione #38 nella Top 250 di IMDb, e la #40 nella classifica dei 100 Film migliori di sempre dell'American Film Institute.
Nonostante il successo strepitoso di Intrigo internazionale, Eva decide di limitare il suo lavoro nel cinema per spendere più tempo con suo marito, il regista e produttore Jeffrey Heyden, con il quale si sposa nel '51, e i loro due bambini. In ogni caso, durante i '60, la Saint continua a distinguersi in film ad alto profilo, e non solo. Nel 1960 lavora nuovamente con Paul Newman nel dramma storico sulla fondazione di Israele Exodus, diretto da Otto Preminger. Nel '62 è invece a fianco di Warren Beatty, Karl Malden e Angela Lansbury nel drammatico E il vento disperse la nebbia, diretto da John Frankenheimer. Tre anni dopo è scelta da Vincente Minnelli per il drammatico Castelli di sabbia, dove recitano oltre a lei Elizabeth Taylor, Richard Burton e Charles Bronson. Nel '66 recita nella commedia Arrivano i Russi, arrivano i Russi, diretta da Norman Jewison, e sempre nello stesso anno in Grand Prix, dramma sulle corse in macchina diretto da Frankenheimer con James Garner e Toshiro Mifune. Nel '70 riceve delle critiche molto positive per la sua interpretazione della moglie di George Segal nel drammatico Loving, che però non riceve molta attenzione dal pubblico.
A causa di questo film, e degli altri ruoli secondari che le sono offerti in questi anni, la Saint decide di tornare alla televisione ed al teatro. Ritorna al grande schermo solo nel 1986, come madre di Tom Hanks nella commedia di Garry Marshall Niente in comune. Nel 1990, dopo 5 nomination, finalmente vince un Emmy Award per la miniserie della NBC People like Us. Nel 2000 torna nuovamente al cinema nel drammatico Sognando l'Africa, diretto da Hugh Hudson, con Kim Basinger, Vincent Perez e l'allora semisconosciuto Daniel Craig. Nel 2005 appare nuovamente in due film, la commedia famigliare Il mio amico a quattro zampe, con Jeff Daniels, e Non bussare alla mia porta, dramma musicale del regista tedesco Wim Wenders, nel quale recita anche Jessica Lange. Infine, l'anno successivo recita la parte della mamma adottiva di Clark Kent in Superman Returns, diretto da Bryan Singer, con Brandon Routh, Kevin Spacey, Kate Bosworth e un Marlon Brando generato a computer. Questo è ad oggi l'ultimo film della Saint.
Nel 2009 Eva ha fatto una rara apparizione agli 81st Academy Awards per presentare la categoria di Miglior Attrice non protagonista. Ha due stelle sulla Hollywood Walk of Fame, una per il Cinema, una per la Televisione. È tutt'ora sposata con Jeffrey Hayden.
1955 Premio Miglior attrice non protagonista per Fronte del porto
1958 Candidatura Miglior attrice protagonista (dramma) per Un cappello pieno di pioggia
2006 Recitazione
2005 Recitazione
2005 Recitazione
2000 Recitazione
Si fa sempre più ricco il cast di Winter's Tale, esordio alla regia di Akiva Goldsman.