В кино прославилась в ролях Чарской («Ларец Марии Медичи») и Агнессы Ивановны («Курьер»).
Евдокия Урусова — дочь представителей двух известнейших русских фамилий. По материнской линии в её роду были такие знаменитые мастера слова, как Александр Васильевич Сухово-Кобылин и Евгения Тур. Отцовская линия связана с одной из ветвей рода Урусовых. Её отец был ближайшим другом Сергея Львовича Толстого.
С ранних лет Эдда Урусова занималась в частной танцевальной школе у Маргариты Зелениной — дочери Марии Ермоловой; среди её покровителей была Надежда Михайловна Вахтангова — жена Евгения Багратионовича. Ещё до окончания средней школы Урусова выдержала приёмные экзамены в студии Художественного театра, однако ей было предложено окончить школу.
Евдокия Урусова увлечённо занималась балетом, пением, верховой ездой и много снималась в немом кино, чтобы заработать и поддержать семью. Первой киноролью стал эпизод в фильме «Ледяной дом» — она танцевала в паре, открывающей бал при дворе Анны Иоанновны.
В 1925 году Урусова поступила в студию Ермоловой при Малом театре, на курс С. В. Айдарова, где её педагогами были Е. К. Лешковская и Н. Ф. Костромской; по окончании студии в 1928 году стала актрисой Московского театра имени Ермоловой.
Первый арест Евдокии Урусовой состоялся в июне 1938 года в Москве; по некоторым данным, причиной ареста стал её отказ подписать донос парторга театра на актёра Александра Демича; к тому времени уже был арестован её муж, актёр Михаил Унковский.
Актриса была осуждена на 10 лет. Срок отбывала в Буренинском пункте Дальлага, работала в топографическом отряде, играла в лагерном театре, где встретилась с А. Демичем; затем была дояркой, счетоводом. Переведена в женскую колонну на станции Известковая, театр КВО. Освобождена досрочно. Работала в Угличском театре. Второй арест — в 1949 году прямо на сцене, отправлена в ссылку. Весной 1950 года, узнав об её бедственном положении, актёры Норильского театра устроили ей вызов в Норильск. Там с ней работали попавшие в эти же места Иннокентий Смоктуновский и Георгий Жжёнов. Во время пребывания в лагерях актриса со своими коллегами организовывала театры, выступала в Хабаровске, Комсомольске-на-Амуре. В лагерях погибли её родители, сестра и муж, Михаил Унковский.
В 1955 году, после реабилитации, Евдокия Урусова вернулась в Москву и вновь пришла в родной театр, где сыграла около 200 ролей: Надежда («Последние» Горького), Мать («Русские люди» Симонова), Гурмыжская («Лес» Островского), Кабаниха («Гроза» Островского), леди Милфорд («Коварство и любовь» Шиллера), Фёкла Ивановна («Женитьба» Гоголя), тётушка Меме («Суббота, воскресение, понедельник» де Филиппо), миссис Ладлоу («Зелёная комната» Пристли). Старухи Урусовой памятны своим непостижимым разнообразием, многоплановостью. Нежные, заботливые матери соседствовали с прямолинейными, жестокими старухами, палитра красок, которыми пользовалась актриса, была чрезвычайно яркой и многогранной.
До последнего дня она была верна профессии. Когда в театре для старейшей актрисы не нашлось работы в новом сезоне, несмотря на физическую слабость, Эда Урусова стала работать у Бориса Львова-Анохина в Новом драматическом театре. Её последней работой стала роль в спектакле «Письма Асперна».
Похоронена на Введенском кладбище в Москве.