Евгений Оскарович Патон известен работами по вопросам статики сооружений и конструирования железных мостов. В частности, он сформулировал принципы расчёта и построения клёпаных мостов. Евгений Оскарович — руководитель и автор свыше 50-ти проектов железных клёпаных мостов.
Родился в Ницце в семье русского консула, бывшего гвардейского полковника Оскара Петровича Патона, в семье было семеро детей, пять братьев и две сестры.
Супруга — Будде Наталья Викторовна. Имел двух сыновей: Владимир Евгеньевич Патон (род. 1917) и Борис Евгеньевич Патон (род. 1918).
В 1894 году окончил Дрезденский политехнический институт (Германия), а в 1896 году — Институт Корпуса инженеров путей сообщения (Санкт-Петербург).
Преподавал в Московском инженерном училище путей сообщения (1899—1904) и в Киевском политехническом институте (1904—1938).
В 1925 году по проекту Е. О. Патона в Киеве был создан Мост имени Евгении Бош (с использованием фрагментов прежнего Николаевского цепного моста, взорванного поляками, однако с совершенно новой конструкцией).
В 1929 году основал сварочную лабораторию и Электросварочный комитет. Руководитель Сварочного комитета и лаборатории сварки (1929—1933). В 1934 на их базе создан Институт электросварки АН УССР в Киеве. Этот институт он возглавлял до конца жизни.
В 1929—1938 годах им проведён ряд первичных исследований прочности и эксплуатационной надёжности сварных конструкций. В этот период Евгений Патон сформулировал основные положения по технологическим основам дуговой сварки.
В 1941—1943 годах Евгений Оскарович разрабатывает технологию сварки специальных сталей, исследует физические основы горения дуги под флюсом, свариваемость металлов, руководит работами по созданию производства сварных труб, сосудов, машин различного назначения, создаёт новый класс сварных конструкций. Под его руководством в оборонную промышленность внедрены оборудование и технология автоматической сварки специальных сталей, танков, бомб. Внёс значительный вклад в наращивание выпуска танков «Т-34» в годы войны за счёт внедрения, сначала на заводе № 183, а затем и на всех остальных танковых заводах автоматической сварки под флюсом. Автоматы скоростной сварки (АСС) позволили снизить трудоёмкость изготовления корпуса танка «Т-34» в восемь раз, а также не требовали от рабочих высокой квалификации, глубоких специальных знаний и больших физических усилий, поэтому автосварщиками могли работать подростки и женщины-разнорабочие. В послевоенные годы возглавил исследования по созданию научных основ сварки и широкому внедрению сварки в промышленность, созданию и внедрению поточных сборочно-сварочных линий.
Становится автором и руководителем проектов более 100 сварных мостов. Среди них один из крупнейших мостов мира — цельносварной мост через Днепр, расположенный в Киеве., известный в настоящее время как Мост Патона.
В 1946—1953 годах был депутатом Верховного Совета СССР.
Евгений Оскарович Патон создал школу мостостроителей. В 1934 году он впервые в мире создает специализированный Научно-исследовательский институт электросварки. В настоящее время этот институт, входящий в систему Национальной академии наук Украины, носит его имя.