Nato a Parigi il 18 ottobre 1663 dal principe Eugenio Maurizio e da Olimpia Mancini (nipote del cardinale Mazarino), di costituzione gracile fu avviato da piccolo alla carriera ecclesiastica. Dopo la morte del padre al seguito del gen.Turenne, cominciò a temprare il corpo con duri esercizi fisici fino a renderlo sano e forte per la carriera militare.
Rifiutò i suoi servigi al re di Francia Luigi XIV offrendoli invece all'imperatore d'Austria Leopoldo I, in guerra contro i Turchi.
Nel 1683 all'assedio di Vienna dimostrò tutto il suo valore; combattendo con Giovanni Sobieski di Polonia sconfisse gli infedeli di Kara Mustafà a Kahlenberg e si guadagnò la promozione a colonnello di un reggimento di dragoni a cavallo. Il reggimento dragoni di Savoia divenne la sua guardia personale e seguì il principe nelle sue campagne coprendosi di gloria.
La guerra proseguiva e i Turchi persero l'Ungheria, passata sotto gli Asburgo, e Atene. L'11 settembre 1697 Eugenio di Savoia sconfisse i Turchi del sultano Mustafà II a Zentha, prima battaglia in cui fu capo supremo delle truppe imperiali. Il 9 luglio 1701 combattè a Carpi, dove sconfisse le truppe franco-ispaniche comandate dal maresciallo di Francia Catinat; le operazioni militari contro i francesi proseguono; da Parigi arrivano i rinforzi comandati da Villeroi che viene respinto il 1 settembre a Chiari e costretto a ritirarsi nella fortezza di Cremona. Qui, nella notte tra il 31 gennaio e il 1 febbraio 1702, 400 granatieri imperiali al comando del principe Eugenio penetrarono nella fortezza attraverso un fosso scavato di nascosto presso la porta di S.Maddalena e presero prigionieri la guarnigione e vari generali francesi fra cui lo stesso Villeroi, ma sono costretti a ritirarsi dopo un lungo combattimento portandosi però dietro i prigionieri. La guerra prosegue. I Francesi ora sono al comando del duca di Vendome, che assedia Mantova e Trento ma viene respinto. Nel 1704 Vittorio Amedeo II di Savoia abbandona la causa francese e si schiera con gli imperiali, ma viene assediato in Piemonte. Nell'aprile 1705 il principe Eugenio, deciso ad accorrere in soccorso del Piemonte, scende dal Brennero con un nuovo esercito di 28mila uomini, attraversa con dei traghetti il lago di Garda fino a Salò e punta verso l'Adda, ma il 16 agosto viene ferito a Cassano e deve ritirarsi a Treviglio. Torna a Vienna per farsi curare e lascia le truppe nel veronese per far passare l'inverno. Nella campagna del 1697 contro i Turchi, con marcia rapidissima riuscì a sorprenderli al passaggio del Tibisco, presso Zenta, e ad annientarli; questa battaglia sortì effetti risolutivi sulla guerra austro-turca del 1683-99, per cui ad Eugenio furono donati vasti possessi fra la Drava e Danubio e divenne così ricco da potersi permettere di far demolire un intiero quartiere nel centro di Vienna e farvi costruire una fra le più belle residenze principesche d'Europa, il famoso palazzo del Belvedere, dove il Principe raccolse tesori di libri e di arte, oggi ospita raccolte di arte tedesca.
Allo scoppio della guerra per la successione di spagnola (1701-13), ebbe il comando supremo delle forze destinate al teatro italiano e batté il maresciallo Catinat fra Carpi e l'Oglio (1701), e il Villeroi a Chiari. Il nuovo comandante francese, il Vendôme, fu battuto (1702) a Luzzara, ma riuscì a impedire a Eugenio la conquista del Milanese, vero scopo delle sue operazioni. Nel 1703 divenne presidente del Consiglio aulico di guerra: dopo aver la vittoria di Höchstädt (1704), fu battuto dal francese a Cassano d'Adda (1705).
La geniale audacia di Eugenio si rivelò con la battaglia di Torino (1706), allorché insieme a Vittorio Amedeo II attaccò, fra Stura e Dora, il grosso degli eserciti francesi che stavano assediando Torino; i Francesi abbandonarono subito i loro trinceramenti lungo la Dora e il Po per portarsi in una posizione più favorevole, l'urto decisivo si risolse con la sconfitta dei Francesi.
Seguirono una meno fortunata diversione in Provenza (1707) e due vittorie nei due anni successivi (Audenarde e Malplaquet ). Nel 1711 l'Inghilterra voleva ritirarsi dalla lotta perché non voleva che Carlo d'Asburgo divenisse re Spagna e imperatore. Eugenio fu inviato a Londra per scongiurare questo ritiro ma gli inglesi non desistettero. Dopo la pace di Utrecht (1713), l'imperatore Carlo VI volle continuare la guerra con le sole proprie forze. Il principe dovette tenersi sulla difensiva, perdendo Landau e Friburgo: la pace di Rastatt (1714), negoziata dallo stesso Eugenio, poneva fine alla lunga guerra.
I Turchi intanto, imbaldanziti dalla vittoria riportata nel basso Prut (1711) su Pietro il Grande, ripresero (1715) la Morea ai Veneziani e assalirono le province ungheresi e transilvane degli Asburgo. Eugenio li sbaragliò (1716) a Petrovaradin e pose l'assedio a Belgrado (1717), che due mesi dopo capitolava; si giunse così alla pace di Passarowitz (1718). Nel lungo periodo di pace del 1720-33 il principe si occupò della riorganizzazione dell'esercito ed ebbe un importante ruolo nel governo dell'impero. Fu consigliere della giovane Maria Teresa. Fu in rapporto d'amicizia coi maggiori scienziati, letterati e filosofi del tempo, tra cui Leibniz, ed acquistò una ricca collezione d'arte. Scoppiata la guerra di successione polacca (1733-35), al principe, ormai settantenne, fu dato il comando di un fronte secondario, il Reno. Fu uno dei più grandi generali dell'età moderna: Napoleone lo considerò come uno dei sette comandanti ai quali più deve l'arte della guerra.
Eugenio di Savoia torna in Italia, raduna le truppe a Verona e in luglio punta su Torino; il 19 agosto passa a Stradella, il 23 a Voghera e il 31 a Villastellone si riunisce con il piccolo corpo di Vittorio Amedeo II.
Il 1 settembre i due principi di Savoia osservavano dal colle di Superga le posizioni del nemico e decisero di dare battaglia. Il 7 settembre 1706 le truppe francesi del duca d'Orleans furono definitivamente sconfitte a Torino e costrette a tornare in Francia. In segno di devozione fu costruita la famosa basilica sul colle di Superga.
Gravi le conseguenze per il regno di Luigi XIV; Sardegna e regno di Napoli furono tolti alla Spagna, il Monferrato fu ceduto ai Savoia, Milano e Mantova restarono all'Austria. Ma le battaglie contro i Francesi continuano. Ora la guerra si sposta al nord, in Svezia e nelle Fiandre dove il principe Eugenio combatte col duca di Marlborough a fianco di Inglesi e Olandesi nelle battaglie di Oudenard (1708), Malplaquet (1709), e viene sconfitto a Denain (1712) giungendo alla pace di Utrecht (11 aprile 1713), dove Filippo V viene riconosciuto re di Spagna, l'elettore di Brandeburgo Federico I re di Prussia e il duca di Savoia re di Savoia, Monferrato e Sicilia. La guerra tra Austria e Francia durò ancora un anno fino alla pace di Rastadt il 7 marzo 1714, diplomaticamente conclusa dal principe Eugenio e il duca di Villars.
Le ultime battaglie del principe sono combattute di nuovo contro i Turchi. Infatti l'Austria si allea con Venezia e invia il principe sul basso Danubio. il 6 agosto 1716 sconfigge i Turchi a Petervaradino, quindi con 85mila uomini marcia su Belgrado che viene assediata nel 1717. La città è presidiata da 24mila uomini e in luglio giungono in soccorso le truppe del gran visir Hutschi-Alì, forte di 185mila uomini e 250 cannoni, che assedia gli imperiali nel loro stesso campo.
Dopo 3 settimane di indugi Eugenio il 16 agosto assale il campo turco sbaragliando le truppe del visir e rimanendo egli stesso ferito da un colpo di scimitarra. I Turchi persero 23mila uomini e tutti i cannoni. Il 17 agosto 1717 Belgrado si arrende e l'anno dopo, il 21 luglio 1718, fu conclusa la pace di Passarovitz.
Eugenio di Savoia combatté in 33 campagne e fu ferito 7 volte. Fu anche abile diplomatico dettando la pace fra Francia e Austria e a Passarovitz quella con i Turchi. Innamorato delle scienze e delle belle arti, protesse letterati e artisti fra cui lo storico Pietro Giannone.
Morì nella sua casa di Vienna il 20 aprile 1736, circondato dai suoi libri e i suoi quadri.