Егор Бероев родился в 1977 году в Москве в актерской семье. Выпускник Высшего театрального училища имени М. С. Щепкина (1998, курс Николая Верещенко). По окончании училища принят в труппу театра МХТ имени А. П. Чехова, где дебютировал в роли Фёдора Годунова в спектакле «Борис Годунов». Сотрудничает с театрами «Центр драматургии и режиссуры» Алексея Казанцева и Михаила Рощина и «Другой театр». Играл в спектаклях «Обыкновенная история», «Привидения», «И свет во тьме светит», «Джульетта и ее Ромео», «Бесприданница», «Горячее сердце», «Двенадцатая ночь, или Всё равно что», «Вечность и еще один день», «Тот, кто получает пощечины», «Священный огонь», «Варшавская мелодия» и др.
В 1994 году дебютировал в кино, сыграв в картине «Посвящение в любовь» по рассказам Ивана Бунина. Снимался в фильмах и сериалах «Гражданин начальник», «Семейные тайны», «Железнодорожный романс», «Дикий табун», «Папа» (где скрипичные соло его героя озвучил Владимир Спиваков), «Девять неизвестных», «Адмиралъ», «Человек, который знал всё», «Рейдер», «Август. Восьмого», «В ожидании моря», «Полярный рейс», «Нереальная любовь», «Территория», «Прощаться не будем», «Война семей», «Перевал Дятлова» и др. Популярность ему принесла главная роль (Эраст Фандорин) в фильме «Турецкий гамбит» по роману Бориса Акунина.
Дважды участвовал в шоу Первого канала «Ледниковый период», вел программу «Жди меня» с Марией Шукшиной.
Обладатель наград за лучшую мужскую роль кинофестивалей в Пловдиве (2003) и «Виват кино России!» в Санкт-Петербурге (2005); лауреат премии «Импульс добра» (2017). Обладатель звания «Человек года» по версии журнала GQ (номинация «Актер года»).
Соучредитель (вместе с супругой Ксенией Алфёровой) и директор Благотворительного фонда поддержки людей с особенностями развития «Я есть!».
