Après des études de droit à l'université Aix-Marseille III, Eva Joly a commencé sa carrière à la cour d'appel de Rennes en 1976. Elle est devenue magistrate en 1983 et est ensuite entrée au Parquet national financier (PNF) en 1985, où elle s'est spécialisée dans les affaires d'évasion fiscale.
En 1994, Eva Joly a mené l'enquête contre la multinationale Elf Aquitaine dans l'affaire Elf, considérée comme une des plus grandes affaires financières de France. Elle a réussi à mettre au jour un système de corruption et d'évasion fiscale sur une échelle mondiale. À la suite de son enquête, plusieurs dirigeants d'Elf Aquitaine ont été jugés et condamnés, dont l'ancien ministre du gouvernement François Mitterrand, Édouard Balladur.
En 1997, Eva Joly a été élue au Parlement européen sur la liste du Parti socialiste. Elle a siégé au sein de la Commission des Affaires économiques et monétaires (ECON) jusqu'en 2004. Après son mandat à Bruxelles, elle a été nommée conseillère spéciale de l'Organisation des Nations unies contre le terrorisme et les activités illégales financières (UNCTAD).
En 2017, Eva Joly a rejoint la liste du parti écologiste Europe Écologie Les Verts pour les élections législatives françaises. Elle a été élue députée dans la septième circonscription de Paris. Depuis lors, elle a continué à défendre les causes qui l'ont fait connaître : la lutte contre l'évasion fiscale et la corruption.
Eva Joly est également auteure de plusieurs livres, dont le plus célèbre est "L'Affaire Elf" (1997), qui relate son enquête sur cette affaire financière complexe. Elle a été nommée docteur honoris causa par l'université de Californie à Berkeley et a reçu la Légion d'honneur, la plus haute distinction française.