Ева Гаэль Грин родилась 5 июля 1980 года в Париже. Через две минуты после Евы родилась ее сестра-двойняшка Джой (сейчас они живет в Италии и занимается виноделием). По словам актрисы, они с сестрой совершенно разные по характеру и внешности. Кстати, обе они являются натуральными блондинками, но Ева красит волосы в темный каштановый цвет еще с 14 лет.
У Евы шведские корни по отцу и алжирские и еврейские по материнской линии. Ее отец Уолтер Грин приехал в Париж в 16 лет из Швеции, получил здесь образование и открыл свою стоматологическую практику. Мама, Марлен Жобер, была кинозвездой на рубеже 60-х и 70-х, снималась у Жан-Люка Годара, основоположника так называемой «новой волны» французского кинематографа.
Первая фотосессия Евы Грин произошла, когда ей было всего 2 месяца. Ее маму вместе с новорожденными сняли для обложки Paris Match. Спустя почти 40 лет Ева и Марлен снова появятся на обложке этого издания вместе.
Поначалу Марлен не предполагала, что ее дочь станет актрисой – Ева росла очень стеснительной и ранимой. Но к 16 годам начала проступать ее «темная» сторона. Подражая своему кумиру, немецкой панк-рокерше Нине Хаген, Ева покрасила волосы в черный цвет, начала ярко краситься и носить наряды в готическом стиле. Иногда она экспериментировала с одеждой и могла прийти в школу, одетая как индуска или как японская гейша.