Mit Fassbinders viel beachteter Verfilmung Wildwechsel gelang Eva Mattes 1972 der Durchbruch zur preisgekrönten Kultfigur des neuen deutschen Films (Bundesfilmpreise in Gold, Goldene Palme von Cannes) und zu einer der profiliertesten deutschen Bühnendarstellerin. Sie hat seit 1966 in ca. 200 Kinofilmen, Fernsehfilmen und Theaterinszenierungen gespielt. Von Kritik und Publikum gleichermaßen gefeiert wurden ihre zahlreichen Hauptrollen in bedeutenden Zadek-Inszenierungen (Die Wildente, Yerma, Der Kirschgarten, Der Kaufmann von Venedig; Titelrolle der Lola in Der blaue Engel). Dass sie auch großes komödiantisches Talent besitzt, zeigte sie in dem Kinofilm Widows (1998) und in Zucker & Sohn (ARD-Komödie 1999 zusammen mit Uwe Ochsenknecht).

Von 2002 bis 2016 war Eva Mattes im ARD-TATORT als Kommissarin Klara Blum zu sehen.  Mittlerweile hat sie an die einhundert Hörbücher eingelesen, darunter das Gesamtwerk von Jane Austen und gastiert erfolgreich mit ihren Lesungen und literarisch-musikalischen Programmen auf zahlreichen deutschen Bühnen.