Figlio del romano Ruffiniano fu insediato il 10 agosto del 654, dopo la deportazione di San Martino e prima della morte del suo predecessore.
La nomina lo colse quand'era presbitero dell'aventino per espressa volontà dell'imperatore Costante II.
In teoria Eugenio avrebbe dovuto rifiutare la nomina dopo quanto accaduto ma lo spirito di sopravvivenza del cattolicesimo suggerì diversamente. E se in un primo momento Eugenio dovette sembrare un fuscello contro le molestie del vento, alla fine si rivelò una quercia.
Nel suo pur breve pontificato non solo riconfermò le tesi e gli anatemi dei suoi predecessori ma riuscì a far sconfessare dal conclave dei vescovi e dalla raccolta del popolo le ambigue dottrine inviategli da Pietro che nel 656 succedette a Pirro patriarca d'oriente.
Con accanto il popolo ed il sinodo respinse fermamente la Synodica (ovvero l'ambigua professione di fede da parte di Pietro) durante una messa in Santa Maria Maggiore.
Probabilmente avrebbe fatto la stessa fine del suo predecessore se la morte non lo avesse colto il 2 giugno 657. Il papa fu sepolto a San Pietro.
La sua santificazione avvenne tredici secoli dopo, quando al soglio era salito Pio XII (Eugenio Pacelli), il quale nel celebrare il suo venticinquesimo anno pontificale fece costruire la chiesa di Sant' Eugenio nel viale delle Belle Arti all'EUR di Roma. La chiesa fu ultimata e solennemente inaugurata nella ricorrenza della morte del Santo mentre correva l'anno 1951.