Eve se objevila v televizních dramatech, například v seriálech BBC The Rotters‘ Club, Agatha Christie’s Poirot and Hawking, a hrála v dramatickém filmu Stage Beauty (2004).
V roce 2006 hrála ve dvou komediálních filmech: (v němž spolu se Simonem Peggem nasadila americký přízvuk). Začátek roku 2006 strávila v Indii prací na dramatické minisérii Losing Gemma o batůžkářích.
Na divadelních prknech se Eva objevila ve dvou hrách v režii Trevora Nunna. V roce 2006 hrála mladou Esme/Alice v nové hře Toma Stopparda Rock ‚n‘ Roll v Royal Court Theatre, později si svou roli zopakovala při přenosu na Broadway v roce 2007. Za tento výkon byla nominována na cenu pro nejlepší herečku ve vedlejší roli na Whatsonstage.com Theatregoers‘ Choice Awards.
V roce 2009 hrála Roxanu v inscenaci Cyrano de Bergerac v Chichester Festival Theatre.
V roce 2010 si Eve zahrála hlavní ženskou roli v americké romantické komedii She’s Out of My League, v níž její rodiče ztvárnili role rodičů její postavy. Zahrála si také roli Erin, Charlottiny irské chůvy, ve filmu Sex ve městě 2.
V průběhu roku 2011 měla Eve stálou hostující roli v 8. sérii seriálu HBO Entourage jako Sophia, novinářka a milostný zájem Vincenta Chase. V roce 2011 Eve také ztvárnila hollywoodskou herečku Laru Tyler v romantické komedii Nevěsta na návnadu. Eve je také známá díky roli doktorky Carol Marcusové ve filmu Star Trek Into Darkness.
V roce 2012 si zahrála mladší verzi agentky O z roku 1969 ve sci-fi komedii Muži v černém 3, starší verzi hrála Emma Thompsonová.
Eve se zúčastnila zahajovacího zasedání veletrhu spotřební elektroniky 2013. Objevila se ve videoklipu Paula McCartneyho „Queenie Eye“ (2013); a ve videoklipu skupiny Rixton „Hotel Ceiling“ (2015).
V roce 2013 si zahrála v romantickém dramatu Before We Go s Chrisem Evansem, který film také režíroval. Sama sebe si zahrála v hollywoodském filmu Noc v muzeu:
V roce 2016 se objevila v epizodě „Nosedive“ antologického seriálu Black Mirror. V prosinci 2017 se Eva připojila k seriálu Iron Fist společnosti Netflix jako Mary Walkerová.