Евгения Максимилиановна родилась 20 марта (1 апреля) 1845 года и была четвёртым ребёнком и третьей дочерью в семье великой княгини Марии Николаевны и герцога Максимилиана Лейхтенбергского. Ее детские и юношеские годы прошли в Петербурге.
Евгения Максимилиановна проявляла большую активность в общественной жизни. Она выступала как:
Ныне в школе № 157 (ул. Пролетарской диктатуры,1) находится мемориальная доска.
Некоторое время Евгения Максимилиановна занимала пост председателя Императорского общества поощрения художеств. Не менее значительна была её деятельность по созданию широкой сети художественных школ в Санкт-Петербурге и его окрестностях.
При дворе герцогиня Ольденбургская резко выделялась своей экстравагантностью. Почти всегда она носила полумужской наряд — костюм от Тайер светло-серого или бежевого цвета. Евгения Максимилиановна была почётным членом Императорского Российского автомобильного общества(ИРАО), организованного в 1903 году.
В 1900-е годы Евгения Максимилиановна уже была тяжело больна, теряла способность самостоятельно передвигаться и жила главным образом в имении Рамонь, недалеко от Воронежа.
После революции 1917 года Евгения Максимилиановна, разбитая параличом, некоторое время находилась в Петрограде. Затем её перевезли в Финляндию, а оттуда во Францию, где она и проживала до конца жизни.
Скончалась Евгения Максимилиановна 4 мая 1925 года на восьмидесятом году жизни.
19 января 1868 года вышла замуж за своего дальнего родственника принца Александра Петровича Ольденбургского (1844—1932), правнука императора Павла I. От этого брака родился единственный ребёнок: