Eva Green ble født i Paris i Frankrike 5. juli 1980, og var datter av den fransk-algeriske skuespilleren Marlène Jobert og den svenske tannlegen Walter Green. Green har en toegget tvillingsøster som heter Joy og som ble født to minutter før henne. Green har beskrevet familien sin som «bourgeois» som er en slags øvre middelklasse. I tillegg har hun fortalt at hun er forskjellig fra søsteren sin. Green er en naturlig blondine og farget håret sitt svart i tenårene fordi at hun syntes det kledde henne bedre.