Eva Mendes è nata a Miami, Florida, nel 1974, in una famiglia cubana immigrata poco prima della sua nascita (Juan Carlos Mendez e Eva Perez Suarez). Dopo la separazione dei genitori si è trasferita con sua madre a Los Angeles. Suo padre è un venditore d’auto e sua madre, anch’ella di nome Eva, è la preside di una scuola elementare.
Eva iniziò la sua carriera con i video commerciali, i videoclip musicali (fra i più memorabili quelli dei Pet Shop Boys, tra cui il suo primo videoclip, e di Will Smith), passando alle apparizioni in soap opera e telefilm e successivamente qualche piccolo ruolo secondario. Ha ricevuto il suo primo vero ingaggio nell’acclamato Training Day, film in cui appare completamente nuda. Seguirono in breve tempo Fratelli per la pelle, C’era una volta in Messico e Hitch, dove ebbe la parte femminile accanto a Will Smith. C’era una volta in Messico le ha permesso di ricevere una nomination ai Teen Choice Award.
Nel 2006 la famosa rivista Maxim l’ha segnalata al numero 27 tra le Hot 100. Nel 2008 è stata protagonista di una pubblicità per il profumo Obsession di Calvin Klein. Lo spot, in cui l’attrice compare senza veli, ha suscitato molto scalpore per le movenze alquanto erotiche, tanto da essere censurato negli Stati Uniti d’America.