Евгений Петров родился в 1972 году в Москве. Окончил Центральную музыкальную школу при Московской консерватории, Московскую государственную консерваторию имени П. И. Чайковского с отличием (класс профессора Владимира Соколова), затем ассистентуру-стажировку МГК.
В 1989 году одержал победу на международном конкурсе «Концертино Прага», в 1990 году стал первым россиянином-лауреатом Международного конкурса кларнетистов в Женеве (II премия), а также обладателем международной стипендии Award Association. В 1995 году имя Евгения Петрова было внесено в Золотую книгу талантов России «ХХ век – ХХI веку».
В репертуаре музыканта – более тридцати концертов для кларнета с оркестром, сочинения для кларнета соло, камерные ансамбли, различные переложения. С сольными концертами он гастролировал в городах России, Франции, Германии, Мексики, Болгарии, США, Дании, Греции, Швейцарии и др. В числе его партнеров по ансамблю были Тигран Алиханов, Наталия Гутман, Юрий Башмет, Владимир Спиваков, Николай Петров, Валерий Попов, Алексей Любимов, Наум Штаркман, Александр Бондурянский, Александр Рудин, Ирина Бочкова, Николай Луганский, Денис Мацуев, Екатерина Мечетина, Виктория Постникова, Алексей Уткин, Александр Князев.
Регулярно выступает на лучших концертных площадках Москвы и Санкт-Петербурга, сотрудничал со многими ведущими оркестрами России, принимал участие в фестивалях «Декабрьские вечера Святослава Рихтера», «Черешневый лес», «Кремль музыкальный», в Ла-Рок-д'Антероне (Франция) и других.
Записи музыканта выпущены фирмами звукозаписи «Мелодия», Forlane, Etcetera Records, Quatro-Disc, Marco Polo, «Грамзапись», Dowani International, «Триоль». Диск AveMaria, записанный ансамблем «Концертино» с Евгением Петровым в составе, получил национальную премию в области индустрии грамзаписи «Рекордъ-2003».
В 1994–2022 гг. Евгений Петров преподавал в ЦМШ, с 1996 года преподает в Московской консерватории (с 2004 года – доцент, с 2009 года – профессор). С 2008 года – преподаватель Московского государственного училища имени Ф. Шопена; с 2010 года – профессор Государственной классической академии имени Маймонида; с 2016 года – преподаватель Государственного училища духового искусства (ныне Академия джаза Игоря Бутмана). Регулярно проводит мастер-классы в различных городах России и за рубежом, участвует в жюри всероссийских и международных конкурсов кларнетистов, проходящих в Бельгии, ЮАР, Италии, Швейцарии, Китае, а также в Москве, Новосибирске, Краснодаре, Петропавловске и других городах.
Заслуженный артист Российской Федерации (2006). С 2021 года – артист фирмы-производителя кларнетов F. Arthur Uebel (Германия).