Evgueni Mironov naît à Saratov en 1966. Encore écolier, il travaille au cercle d'art dramatique de son école et étudie l'accordéon dans une école de musique.

En 1982, il entre à l'Ecole d'art dramatique de Saratov dans la classe de Valentina Ermakova où il est déjà considéré comme l'un des plus doués. En 1986, il vient à Moscou où il a fait connaissance avec Oleg Tabakov qui le prend dans sa classe au studio du Théâtre Académique d'Art de Moscou. Une fois ses études terminées, il entre comme acteur au studio de Tabakov (appelé aussi Tabakerka) où il joue plusieurs rôles principaux. Il joue également dans L'Orestie d'Eschyle au Théâtre de l'Armée russe dans la mise en scène de Peter Stein. Aujourd'hui Mironov est l'une des plus importantes personnalités du théâtre russe.

Au cours de sa carrière il a interprété les meilleurs rôles du répertoire théâtral: Treplev dans La Muette de Tchekhov, Ivan Karamazov, Hamlet (également sous la direction de Peter Stein) et bien d'autres rôles.

Il fait ses débuts au cinéma en 1988 dans le film d'Alexandre Kaïdanovski La Femme du marchand de pétrole, plusieurs autres rôles ont suivi.

Son premier grand succès cinématographique d'auteur est le rôle de Sacha dans le film de Valeri Todorovski L'Amour. Pour ce rôle Mironov reçoit le titre de meilleur acteur de l'année 1992. Un autre grand succès est le rôle de Nikolaï, soldat revenu d'Afghanistan, dans le film de Vladimir Khotinenko Le Musulman. Dans Mama de Denis Evstigneev, malgré la présence d'autres grands acteurs russes comme Nonna Mordjukova ou Oleg Menchikov, la prestation de Mironov dans un second rôle est remarquable. En 2003 Mironov interprète brillamment le rôle du Prince Mychkine dans L'Idiot de Dostoïevski, adapté pour la télévision par Vladimir Bortko et montré sur la chaîne Rossia.