Родилась в Афинах в 400 году, дочь Леонтия Софиста, язычника и учителя риторики. Была необычайно красива и хорошо образована отцом.
В 421 г. она осталась практически без средств к существованию, так как Леонтий умер, все состояние завещав ее братьям, а ей оставив лишь сто золотых, на том основании, что "ее от всех забот избавит счастливый случай, удача, какой не выпадало на долю ни одной женщине". Тогда Афинаида, привыкшая к обеспеченной жизни, отправилась в Константинополь, к своей тетке, вхожей во дворец. Та устроила племяннице аудиенцию у Пульхерии, сестры императора Феодосия II Малого, которая так пленилась ее красотой, умом и красноречием, что сделала ее своей придворной дамой и убедила креститься. Император, увидев Афинаиду, влюбился без памяти. Вскоре ее крестил сам патриарх Аттик с именем Евдокия.
7 июня 421 года Евдокия стала супругой императора, а 2 января 423 года была объявлена августой.
Император Феодосий горячо полюбил свою жену. К несчастью для него, впоследствии между двумя глубоко почитаемыми им женщинами, Пульхерией и Евдокией, испортились отношения. В высшей степени важно, что царица Евдокия осталась незамешанной ни в одну политическую или придворную интригу и ни разу не позволила себе резких мер против преобладающего влияния августы Пульхерии.
В 437 г. в Константинополе дочь Феодосия и Евдокии царевна Евдокия сосватана была за Валентиниана III, императора Западной империи. Это было важное политическое событие, сулившее для Восточной империи расширение ее политического влияния на Западе. После этого события царица Евдокия предприняла путешествие ко святым местам. По пути в Иерусалим она посетила Антиохию, где она оказала поистине царскую шедрость, назначив 200 ф. золота на исправление бань и приказав расширить городские стены на казенные средства, за что благодарные жители воздвигли ей статую.
В Иерусалиме она пробыла целый год, где занималась литературой. Построив здесь много церквей и украсив из своих царских средств святые места, она показала своё благочестие и любовь к святыне. Во время её отбытия обратно в Константинополь в 439 году, Иерусалимский святитель Иувеналий одарил ее многими духовными сокровищами, среди которых были вериги апостола Петра.
Около того времени место советника императора занял евнух Хризаф, способный полководец, но безнравственный и жадный до денег. Он стал противником Пульхерии, которая не раз препятствовала его замыслам, и настроил Евдокию против царевны. Постепенно, по своей слабости и недальновидности, в заговор был вовлечён и сам император Феодосий. Пульхерия оказалсь удалена от дел, а при Хризафе начались гонения на православных и возвышение монофизитов. Возможно уже в то время сама Евдокия также приняла сторону монофизитов.
В 441 году открылась связь между императрицей и неким Павлианом, образованным и красивым человеком, с которым она часто беседовала наедине. В день Рождественских святок кто-то преподнёс царю Феодосию яблоко необыкновенной величины и красоты. Император послал его Евдокии, та - Павлиану, а Павлиан, спусты два дня, поднёс его императору. Так о связи стало известно императору, который велел сослать Павлиана в Каппадокию и там казнить. Сама же Евдокия удалилась на покаяние в Иерусалим, где осталась до конца земной жизни.
После смерти благоверного царя Феодосия в 450 году Евдокия, пребывая в Иерусалиме, поддержала монофизитского лжепатриарха Иерусалимского Феодосия в 452 году. Однако Феодосий вскоре был изгнан, и святитель Иувеналий Иерусалимский возвратился в Святую Землю. В 453 году императрица возвратилась в Православие под влиянием преподобного Симеона Столпника, покаялась перед патриархом Иувеналием, и с тех пор пребывала в истинной вере.
Скончалась 20 октября 460 года в Иерусалиме и была похоронена в базилике храма святого Стефана за северными стенами Иерусалима, которую при жизни построила на свои средства уже при патриархе Анастасии. Перед смертью она горько жаловалась духовнику, что в связи с Павлином невиновна и пала жертвой злой клеветы.
Царица Евдокия составила ныне утраченную эпическую поэму прославляющую победу Феодосия II над персами; от ее героической поэмы "Киприан и Иустин" сохранился отрывок. Ей приписывают также "Όμηρόχεντρα" — изложение Священной истории и преимущественно земной жизни Христа, написанное гекзаметром.
Академик Федор Успенский писал:
Чтобы судить об ее склонностях и направлении ее ума, мы имеем для этого прекрасный материал в ее литературных произведениях, в которых запечатлелись любопытные черты эпохи и личного характера Афинаиды-Евдокии. Прежде всего она отозвалась на современные политические события и посвятила сочинение в героических стихах одержанным над персами победам. Но главный ее труд был вполне религиозного значения. Она переложила в стихи героического размера избранные места из Восьмикнижия Моисеева - произведения, которому отдает честь и похвалу патриарх Фотий. В том же духе она сделала переложение из пророческих книг Захария и Даниила; в стихах гомерического размера изобразила некоторые эпизоды из жизни И. Христа. Независимо от того, как оценивать по их достоинству эти произведения, мы можем здесь отметить, что они были во вкусе средневекового византинизма и повторяются у множества писателей, черпавших вдохновение из общего с царицей Евдокией источника. Особенными достоинствами отличалась поэма о св. Киприане антиохийском, в которой, между прочим, выражена идея борьбы христианства и язычества и рассказываются чудесные мотивы обращения к христианству Киприана, бывшего известным магом и вызывателем демонов. Новая критика усматривает в этом произведении высокие качества таланта и вдохновения, некоторые характеры и описания дают предчувствовать прекрасные образы Мильтона в его поэме «Потерянный Рай» и даже некоторые черты Фауста. Во всяком случае, своими литературными трудами Евдокия вполне подходит к типу царственных писателей, которых десятками могут считать византийские история и литература.