С 1966 года работает в Государственном Русском музее. В 1986—2023 гг. — заместитель директора по научной работе, с 2023 г. — главный эксперт Русского музея по научно-издательской деятельности.
Соавтор (с В.А. Гусевым) генерального путеводителя по Русскому музею (1996)[1].
Кандидат искусствоведения (диссертация на тему «Актуальные вопросы истории русского рисунка первой четверти XIX века» (1979)[1].
Автор и идеолог многих выставок Русского музея, в том числе выставок «Агитация за счастье» (Советское искусство 1930—1950-х годов), «Русские монастыри. Искусство и традиции», «Красный цвет в русском искусстве», «Романтизм в России», «Музыка цвета. Ритм и пространство. Кандинский и его современники. 1900—1920-е», «Символизм в России», «Игра и страсть», «Мир искусства», «Русский футуризм и Давид Бурлюк», «Импрессионизм в России», «К. Малевич в Русском музее», «В круге Малевича», «Малевич: до и после квадрата», «Иисус Христос в христианском искусстве и культуре XIV—XX вв.», «Сказка в России», «Портрет в России. XX век», «Абстракция в России. XX век», «Санкт-Петербург. Портрет города и горожан», «Русский Париж», «Бубновый валет», «Религиозный Петербург», «Дорога в русском искусстве», «Рисунок и акварель в русском искусстве», «Марк Шагал» и др.[1]
Автор более 200 научных работ по русскому искусству. Диапазон научных интересов — от русской живописи XIX века до русского авангарда и народного искусства[1].
Благодарность Министра культуры и массовых коммуникаций Российской Федерации (7 февраля 2006 года) — за многолетний добросовестный труд, личный вклад в достижения национальной художественной культуры[4].
Благодарность Законодательного Собрания Санкт-Петербурга (22 марта 2006 года) — за существенный личный вклад в развитие и сохранение истории и культуры в Санкт-Петербурге, многолетнюю успешную профессиональную деятельность и в связи с 60-летием со дня рождения[6].
Русский футуризм и Давид Бурлюк, «отец русского футуризма» / Государственный Русский музей; Авторы статей: Евгения Петрова и др.; Автор-составитель каталога: Елена Баснер и др.; Автор-составитель хроники Ольга Шихирева; Фотографы: Владимир Дорохов и др.. — СПб.: Б. и., 2000. — 239 с.
Ржевский Иосиф, Ржевский Яков. The Rzhevsky Brothers: Collection from St. Petersburg / На русском и английском языках; ред. Евгения Петрова. — СПб.: Государственный Русский музей, Palace Editions, 2000. — 368 с. — ISBN 5-93332-036-6, 3-930775-98-0.
Abstraction in Russia: XX Century (подарочный комплект из 2-х книг): Государственный Русский музей. Альманах. № 17 / На русском и английском языках; ред. Евгения Петрова. — Государственный Русский музей, Palace Editions, 2001. — 814 с. — ISBN 5-93332-070-6, 3-935298-50-1.
Петрова Евгения. Drawings and Watercolours in Russian Culture: The First Half of the Nineteenth Century: Государственный Русский музей. Альманах. № 190 / На русском и английском языках; пер. Кеннет МакИннес. — Palace Editions, 2005. — 288 с. — ISBN 3-938051-32-9.
Петрова Евгения, Хилтон Элисон, Норт Перси, Робинсон Харлоу, Карнике Шэрон Мари, Холмгрен Бет. Американские художники из Российской империи: Государственный Русский музей. Альманах. № 208 / Ред. Евгения Петрова. — Государственный Русский музей, Palace Editions, 2008. — 288 с. — ISBN 978-5-93332-295-5.
Боровский Александр, Круглов Владимир, Леняшин Владимир, Мусакова Ольга. XX Century in the Russian Museum: Государственный Русский музей. Альманах. № 204 / На английском и русском языках; ред. Евгения Петрова; пер. Peter Bray, Amelia Hodgson, Hannah Kaye, Lawrence Northmore-Ball. — Государственный Русский музей, Palace Editions, 2008. — 392 с. — ISBN 978-3-940761-15-6.
Петрова Евгения, Хилтон Элисон, Норт Перси, Робинсон Харлоу, Карнике Шэрон Мари, Холмгрен Бет. American Artists from the Russian Empire: Государственный Русский музей. Альманах. № 208 / На английском и русском языках; ред. Евгения Петрова; пер. Елена Романова, Katharine Guroff. — Государственный Русский музей, Palace Editions, 2008. — 288 с. — ISBN 978-3-940761-19-4.
I Фотобиенале Русского музея: Государственный Русский музей. Альманах. № 259 / Ред. Евгения Петрова, Татьяна Харыкина. — Государственный Русский музей, Palace Editions, 2009. — 560 с. — ISBN 976-5-93332-349-5.
Петрова Евгения Петрова, Гадди Серджо, Креспи Анджело, Люси-Смит Эдвард. Лучано Вентроне: Государственный Русский музей. Альманах. № 273 / Пер. Серена Колетто, Елена Любимова. — Palace Editions, 2010. — 144 с. — ISBN 978-5-93332-328-0.
Петрова Евгения, Большакова Надежда, Голдовский Григорий, Климов Павел, Круглов Владимир, Мусакова Ольга, Низамутдинова Альфия, Соловьёва Ирина, Шувалова Ирина. Delle icone a Malevich: Государственный Русский музей. Альманах. № 297 / На итальянском, английском, русском языках; Редактор Анна Лакс; Переводчик Svetlana Carpi. — СПб.: Государственный Русский музей, Palace Editions, 2011. — 120 с. — ISBN 978-3-940761-95-8.
Петрова Евгения, Чудиновская Тамара, Шакирова Любовь, Шилова Екатерина. From Moscow to Russia's Very Edge / На английском языке; фотографы Владимир Дорохов, Сергей Петров, Марк Скоморох; ред. Евгения Петрова. — State Russian Museum, Palace Editions, 2011. — 200 с. — ISBN 978-3-86384-053-2.
Genia Chef: Glory of a New Century / На английском языке; ред. Евгения Петрова; пер. Ronald Meyer. — Palace Editions, 2011. — 144 с. — ISBN 978-3-86384-054-9.
1st Photobiennale of Historical and Archival Photography from the Russian Museum, Archives and Libraries / На английском языке; ред. Евгения Петрова; пер. Keith Blasing, Kenneth Russell, John Soweby, Tal Wood. — Palace Editions, 2012. — 432 с. — ISBN 978-3-86384-050-1.