Hagen se narodila jako Eva-Maria Buchholz v dnešením Polsku ve městě Költschen. V roce 1945 byla odsunuta do Německa. Původně se vyučila strojnicí, ale lákalo ji divadlo, a proto se také přihlásila a absolvovala Akademii dramatických umění Ernsta Busche v Berlíně.
V 70. letech byla politicky perzekvována, bylo jí odebráno občanství NDR a musela emigrovat do západního Německa. Vedle účinkování v televizi a ve filmu byla také skvělou šansonovou zpěvačkou, malířkou a spisovatelkou.
Její dcerou je zpěvačka Nina Hagen a vnučkou herečka Cosma Shiva Hagen. Eva Hagen žila v Berlíně, Uckermarku a v Hamburku, kde také 16. srpna 2022 zemřela. Přála si, aby její tělo bylo věnováno lékařské vědě, to se jí také splnilo.