Nació el 11 de enero de 1899 en Londres, era hija del poeta Richard Le Gallienne y su segunda esposa, la periodista danesa Julie Norregard. Sus padres se divorciaron cuando ella tenía tres años de edad y su infancia estuvo repartida entre su madre viviendo en París, y con su padre en Inglaterra. Su primera aparición en el teatro se produjo a la edad de quince años, en la obra de Maurice Maeterlinck: Mona Vanna, en el año 1914. Un año más tarde ella y su madre fueron a Nueva York. Tras rehusarse a ser dirigida en Nueva York, Eva viajó por Arizona y California donde trabajó en varias producciones teatrales. En el año 1918, Eva tuvo un asunto amoroso con la conocida actriz Alla Nazimova. En ese entonces Alla se había convertido en una de las grandes estrellas de Hollywood y corrían los rumores en los círculos teatrales diciendo que Alla no sólo era exótica sino además lesbiana y estaba interesada en enseñar a jóvenes y atractivas mujeres. Nazimova era 29 añosmayor que Eva. Y en ese entonces el amor entre mujeres no estaba exento de riesgos, a pesar que algunas feministas como Emma Godman y Edith Ellis iban a lo largo y ancho del país dando conferencias en representación del espíritu sáfico, generalmente estas mujeres eran ridiculizadas y abucheadas. En algunos lugares ser lesbiana daba motivos para ser recluidas en asilos para dementes y eran etiquetadas como retorcidas, y degeneradas.

La actriz Blyth Daly dijo alguna vez que ella, como Tallulah Bankhead, Estelle Wynwood y Eva eran extremadamente populares en el circuito lésbico. A pesar de que Eva se avergonzaba un poco de su lesbianismo, tampoco lo negaba. Y asistía a fiestas privadas atendidas por Jeanne Acker, June Mathis y Natacha Rambova. Consideró casarse para mantener las apariencias con el actor Basil Rathbone. Pensaba en los ejemplos de Katharine Cornell y de Lynn Fontane, todo para cuidar su carrera y confundir a los críticos. 

Cuando la pasiónpor Alla disminuyó, se involucró con la diseñadora y escritora Mercedes de Acosta, ex pareja también de Nazimova.Ya para cuando esta relación estaba por terminar, visitaron Europa y conocieron el salón de Natalie Barney. El interés de Eva estaba entonces centrado en Gladys E. Calthrop, escenarista de las obras de Noel Coward, y Mercedes comenzó su historia con Greta Garbo. 

En el año 1926 abrió el Civic Repertory Theater, para el cual no solo actuaba, sino que también producía y dirigía las obras, especialmente a Chejov e Ibsen. Tuvo un gran éxito de críticas. En ese entonces conocería a la poeta May Sarton que se convertiría su confidente de toda la vida. En el año 1917 conoció a la actriz Josephine Hutchinson, una mujer casada con la cual empezó una relación que terminó por envolverla en el escándalo, cuando el esposo le inició juicio de divorcio involucrándola. Los críticos liderados por George Jean Nathan que era un señor notoriamente homofóbico especialmente con las lesbianas, hicieron todo lo posible por exponer a Eva y su relación con Hutchinson a quien llamaban "la actriz sombra", en ese entonces "sombra" era un eufemismo para la palabra lesbiana. Un titular del New York Daily News rezaba "Le Gallienne Shadow actress is divorced". Un columnista de ese mismo diario escribió: "Algunas personas verán esto como una nueva perspectiva del viejo triángulo de amor, pero la afinidad de una mujer con otra, es tan vieja como las pirámides". A pesar de todo esto, pocos meses después Eva se animó a producir una obra sobre Emily Dickinson cuyo nombre era manejado por un pequeño grupo de conocedores como lesbiana. La obra ganó el premio Pulitzer, a pesar de las críticas. La obra La casa de Alison trataba la historia del amor de la poeta por otras mujeres y el conflicto familiar respecto a la reproduccion y publicación de los poemas de la poeta. 

Luego del escándalo Eva comenzaron los problemas de Eva con el alcohol, unos años después, tuvo además un terrible accidente que le desfiguró las manos y otras partes del cuerpo. En el año 1933 Roosvelt le ofreció el cargo de dirección del  National Theater Division of the Works Progress Administration. Eva se negó diciendo que ella estaba más interesada en alimentar el talento que en darle trabajo a actores hambrientos. Al negarse perdió la oportunidad de poder mantener su companía, que a pesar de tener gran cantidad de espectadores no pudo mantenerse a flote, y tuvo que terminar con ella en el año 1935. 

A finales de los años 30 Eva comenzó una relación con la directora teatral Margaret Webster. Eva, Webster y Cheryl Crawford, co fundaron el American Repertory Theater. Durante la posguerra, Webster y Crawford fueron objeto de la caza de brujas conocida, de ese período de histeria anti comunista, pero Eva se mantuvo al margen. Apareció en su madurez en varias obras, algunas para televisión y llevó una vida tranquila junta a su compañera Marion Evensen. Recibió algunos premios, entre ellos un Tony por su producción de La Gaviota de Chejov, a los 80 años de edad fue reclutada en el casting de la película Resurrección, donde también actuaba Ellen Burstyn, dirigida por Daniel Petrie, y por su papel de abuela fue nominada al Oscar como actriz de reparto. Eva falleció el 3 de Junio de 1992 a la edad de 92 años.