Дочь боярина Фёдора Авраамовича Лопухина, стрелецкого головы, позже окольничьего и стольника царя Алексея Михайловича. Родилась в родовой вотчине селе Серебрено Мещовского уезда. Город Мещовск был родиной царицы Евдокии Стрешневой, жены Михаила Фёдоровича — деда Петра I. При бракосочетании имя «Прасковья» было сменено на более благозвучное и приличествующее царице «Евдокия», возможно, в честь своей соотечественницы, а также, может быть, чтобы не совпадать с именем жены соправителя Петра I — Прасковьи Салтыковой, супруги Ивана V. Отчество было изменено на «Федоровна» (традиционно, в честь святыни Романовых — Феодоровской иконы).
Была выбрана в качестве невесты царицей Натальей Кирилловной без согласования этого вопроса с 16-летним женихом. К той мысли, что сыну пора жениться, мать натолкнула новость о том, что Прасковья Салтыкова ждёт ребёнка (через 2 месяца после венчания Петра с Лопухиной была рождена царевна Мария Ивановна). Наталью Кирилловну в этом браке прельщало то, что хотя род Лопухиных, входивший в число союзников Нарышкиных, был захудалым, но многочисленным, и она надеялась, что они будут стоять на страже интересов её сына, будучи популярными в стрелецких войсках. Хотя шли разговоры о женитьбе Петра на родственнице Голицына, Нарышкины и Тихон Стрешнев воспрепятствовали этому.
Венчание Петра I и Лопухиной состоялось 27 января 1689 в церкви Преображенского дворца под Москвой. Событие было знаковым для тех, кто ждал, когда Пётр сменит правительницу Софью, «так как по русским понятиям, женатый человек считался совершеннолетним, и Пётр в глазах своего народа получил полное нравственное право избавить себя от опеки сестры».
Евдокия была воспитана по старинным обычаям Домостроя, и не разделяла интересы прозападного мужа. На её сестре Ксении с 1691 г. был женат Борис Иванович Куракин. Он оставил описание Евдокии в «Гистории о царе Петре Алексеевиче»: «И была принцесса лицом изрядная, токмо ума посреднего и нравом не сходная к своему супругу, отчего всё счастие своё потеряла и весь род свой сгубила… Правда, сначала любовь между ими, царём Петром и супругою его, была изрядная, но продолжалася разве токмо год. Но потом пресеклась; к тому же царица Наталья Кирилловна невестку свою возненавидела и желала больше видеть с мужем её в несогласии, нежели в любви. И так дошло до конца такого, что от сего супружества последовали в государстве Российском великие дела, которы были уже явны на весь свет…» Род же Лопухиных, вскоре после свадьбы оказавшийся «на виду» придворной жизни, он характеризует так: «… люди злые, скупые ябедники, умов самых низких и не знающие нимало в обхождении дворовом… И того к часу все их возненавидели и стали рассуждать, что ежели придут в милость, то всех погубят и государством завладеют. И, коротко сказать, от всех были возненавидимы и все им зла искали или опасность от них имели».
От этого брака в течение трёх первых лет родились трое сыновей: младшие, Александр и Павел, умерли во младенчестве, а старшему, царевичу Алексею, родившемуся в 1690 году, была суждена более роковая судьба — он погибнет по приказу своего отца в 1718 году.
Пётр быстро охладел к жене и с 1692 года сблизился в Немецкой слободе с Анной Монс. Но пока была жива его мать, царь не демонстрировал открыто антипатии к жене. После смерти Натальи Кирилловны в 1694 году, когда Пётр уехал в Архангельск, он перестал поддерживать с ней переписку. Хотя Евдокию ещё называли царицей, и она жила с сыном во дворце в Кремле, но её родственники Лопухины, занимавшие видные государственные посты, попали в опалу. Молодая царица стала поддерживать общение с лицами, недовольными политикой Петра.
В 1697 году, перед самым отъездом царя за границу, в связи с открытием заговора Соковнина, Цыклера и Пушкина были сосланы отец царицы и его 2 брата — бояре Сергей и Василий, воеводами подальше от Москвы. В 1697 году Пётр, находясь в Великом посольстве, из Лондона письменно поручил своему дяде Льву Нарышкину и боярину Тихону Стрешневу, а также духовнику царицы уговорить Евдокию постричься в монахини (по обычаю, принятому на Руси вместо развода). Евдокия не согласилась, ссылаясь на малолетство сына и его нужду в ней. Но по возвращении из-за границы 25 августа 1698 года царь поехал сразу к Анне Монс.
Побывав в первый день у любовницы и навестив ещё несколько домов, царь лишь через неделю увиделся с законной женой, причём не дома, а в палатах Андрея Виниуса, главы Почтового ведомства. Повторенные уговоры не увенчались успехом — Евдокия отказалась постригаться, и в тот же день попросила о заступничестве патриарха Адриана, который заступился за неё, но безуспешно, лишь вызвав ярость Петра. Через 3 недели её повезли под конвоем в монастырь. (Существуют указания, что он вообще хотел её сначала казнить, но был переубеждён Лефортом).
23 сентября 1698 года её отправили в Суздальско-Покровский монастырь (традиционное место ссылки цариц), где она была пострижена под именем Елены. Архимандрит обители не согласился постричь её, за что был взят под стражу. В Манифесте, позже изданном в связи с «делом царевича Алексея», Пётр I сформулировал обвинения против бывшей царицы «…за некоторые её противности и подозрения». Стоит отметить, что в том же 1698 году Пётр постриг двух своих сводных сестёр Марфу и Феодосию за сочувствие к свергнутой царевне Софье.
Содержания ей назначено от казны не было — её «кормили» родственники. Она им писала: «Здесь ведь ничего нет: всё гнилое. Хоть я вам и прискушна, да что же делать. Покамест жива, пожалуйста, поите, да кормите, да одевайте, нищую».
Через полгода фактически оставила монашескую жизнь, став жить в монастыре как мирянка, и в 1709-10 вступила в связь с майором Степаном Глебовым, приехавшим в Суздаль для проведения рекрутского набора, которого ввёл к ней её же духовник Фёдор Пустынный.
По некоторым указаниям, Глебовы были соседями Лопухиных, и Евдокия могла знать его с детства.
Сохранялось сочувствие к сосланной царице. Епископ Ростовский Досифей пророчествовал, что Евдокия скоро опять будет царицей и поминал её в церквах «великой государыней». Предрекали также, что Пётр примирится с женой и оставит недавно основанный Петербург и свои реформы. Всё это открылось из т. н. Кикинского розыска по делу царевича Алексея в 1718 году, во время суда над которым Пётр узнал про её жизнь и отношения с противниками реформ. Было открыто её участие в заговоре. В Суздаль для розыска был прислан капитан-поручик Скорняков-Писарев, который арестовал её вместе со сторонниками.
Скорняков-Писарев застал бывшую царицу в мирском платье, а в церкви монастыря обнаружил записку, где её поминали не инокиней, а «Благочестивешей великой государыне нашей, царицей и Великой княгиней Евдокией Фёдоровной», и желали ей и царевичу Алексею «благоденственное пребывание и мирное житие, здравие же и спасение и во все благое поспешение ныне и впредь будущие многие и несчётные лета, во благополучном пребывания многая лета здравствовать». .
На допросе Глебов показал «И сошёлся я с нею в любовь через старицу Каптелину и жил с нею блудно». Старицы Мартемьяна и Каптелина показали, что своего любовника «инокиня Елена пускала к себе днём и ночью, и Степан Глебов с нею обнимался и целовался, а нас или отсылали телогреи кроить к себе в кельи, или выхаживали вон». Проводивший обыск гвардии капитан Лев Измайлов нашёл у Глебова 9 писем царицы. В них она просила уйти с военной службы, и добиться места воеводы в Суздале, рекомендовала, как добиться успеха в различных делах, но главным образом, они были посвящены их любовной страсти. Сама Евдокия показала: «Я с ним блудно жила в то время, как он был у рекрутского набора, в том и виновата». В письме к Петру она призналась во всём и просила прощения, чтобы ей «безгодною смертью не умереть».
14 февраля Писарев арестовал всех и повёз в Москву. 20 февраля 1718 года в Преображенском застенке состоялась очная ставка Глебова и Лопухиной, которые не запирались в своей связи. Глебову ставили в вину письма «цифирью», в которых он изливал «безчестныя укоризны, касающияся знамой высокой персоны Его царского величества, и к возмущению против Его величества народа». Австрияк Плейер писал на родину: «майор Степан Глебов, пытанный в Москве страшно кнутом, раскалённым железом, горящими угольями, трое суток привязанный к столбу на доске с деревянными гвоздями, ни в чём не сознался». Тогда Глебов был посажен на кол и прежде чем умереть, мучался 14 часов. По некоторым указаниям, Евдокию заставили присутствовать при казни и не давали закрывать глаза и отворачиваться.
После жестокого розыска были казнены и другие сторонники Евдокии, прочие были биты кнутом и сосланы. В сочувствии к Евдокии были уличены монахи и монахини суздальских монастырей, крутицкий митрополит Игнатий и многие другие. Игумения Покровского монастыря Марфа, казначея Мариамна, монахиня Капитолина и несколько других монахинь были осуждены и казнены на Красной площади в Москве в марте 1718 года. Собор священнослужителей приговорил и её саму к избиению кнутом, и в их присутствии она была выпорота. 26 июня того же года умер её единственный сын, царевич Алексей. В декабре 1718 года был казнён её брат Лопухин, Абрам Фёдорович.
В итоге в 1718 она была переведена из Суздаля в Ладожский Успенский монастырь, где она 7 лет жила под строгим надзором до кончины бывшего мужа. В 1725 её отправили в Шлиссельбург, где Екатерина I держала её в строго секретном заключении как государственную преступницу под именованием «известной особы» (Евдокия представляла бо?льшую угрозу для новой императрицы, чьи права были сомнительны, чем для своего мужа, настоящего Романова).
С воцарением своего внука Петра II (спустя несколько месяцев), она была с почётом перевезена в Москву и жила сначала в Вознесенском монастыре в Кремле, затем в Новодевичьем монастыре — в Лопухинских палатах. Верховный тайный Совет издал Указ о восстановлении чести и достоинства царицы с изъятием всех порочащих её документов и отменил своё решение 1722 г. о назначении Императором наследника по собственному умыслу без учёта прав на престол (хотя Александр Меншиков усиленно этому сопротивлялся). Ей было дано большое содержание и особый двор. На её содержание было определено 4500 руб. в год, по приезде Петра II в Москву сумма была увеличена до 60 тыс. руб. ежегодно. Никакой роли при дворе Петра II Лопухина не играла.
После смерти Петра II в 1730 году возник вопрос, кто станет его наследником, и Евдокия упоминалась в числе кандидатур. Существуют свидетельства, что Евдокия Фёдоровна отказалась от престола, предложенного ей членами Верховного тайного совета.
Умерла в 1731 при правлении императрицы Анны Иоанновны, которая относилась к ней с уважением и пришла на её похороны. Перед кончиной последние слова её были: «Бог дал мне познать истинную цену величия и счастья земного». Похоронена в соборной церкви Новодевичьего монастыря у южной стены собора Смоленской иконы Божьей Матери рядом с гробницами царевен Софьи и её сестры Екатерины Алексеевны.