Окончив училище в 1986 году, Евгений получил приглашение в труппу саратовского ТЮЗа, но у молодого актера были другие планы. Он хотел продолжить совершенствовать актерское мастерство в столице, в Школе-студии МХАТ, в мастерской Олега Павловича Табакова. 19-летний выпускник училища отправился в Москву, где его зачислили в школу-студию, но с испытательным сроком.
В 1990 году артиста пригласили и в МХАТ, и в «Табакерку». Миронов выбрал второй вариант.

Он играл в знаменитых постановках Петера Штайна, в том числе в спектакле «Гамлет». В музее хранится афиша к этому спектаклю с автографом Евгения Миронова и трогательными словами в адрес саратовцев.
В кино первую роль Евгений Витальевич сыграл в 1988 году — в фильме Александра Кайдановского «Жена керосинщика», но широкую известность и признание получил после исполнения главной роли в фильме Валерия Тодоровского «Любовь» в 1991 году. За неё актёр удостоился целого ряда кинематографических наград, как отечественных, так и зарубежных, и был признан лучшим актёром 1992 года.
В музее хранится костюм, в котором Миронов сыграл Николая в фильме Владимира Хотиненко «Мусульманин» (1995). Вершиной его творчества считается роль князя Мышкина в телефильме «Идиот» (2003), за которую актёр отмечен многочисленными премиями. Костюм, в котором он играл эту роль, также экспонируется в Саратовском музее краеведения.
В 2000-х годах Миронов активно занимался продюсированием спектаклей, им была организована театральная компания.
В 2006 году Евгений Миронов был назначен художественным руководителем Государственного Театра Наций. Под его руководством была успешно завершена реконструкция исторического здания театра, обновлен его репертуар и поставлены спектакли, получившие европейскую известность.
В 2016 году Евгений Миронов был удостоен звания Почетный гражданин Саратовской области.
Является учредителем Благотворительного фонда поддержки деятелей искусства «Артист», основанного в 2008 году.
Заслуженный артист РФ (1996).
Народный артист РФ (2004).
Кавалер ордена «За заслуги перед Отечеством» IV степени (декабрь 2016).
Лауреат престижной премии Чарли Чаплина за выдающийся вклад в киноискусство (март 2020).