Евгений Дятлов родился 2 марта 1963 года в Хабаровске. Его отец был военным, а мать – учителем. После смерти отца семья переехала на Украину. В детстве Женя играл на скрипке и увлекался боксом.
Осознав, что хочет заниматься творчеством профессионально, Дятлов отправился в Ленинград и поступил в институт театра, музыки и кинематографии имени Н. К. Черкасова. Будучи студентом, играл в нескольких рок-группах, принимал участие в записи диска «АукцЫон».
Получив актёрское образование, Дятлов поступил в театр «Буфф», откуда ушёл из-за недостатка драматических ролей. После была работа в Молодежном театре на Фонтанке и Театре Сатиры на Васильевском острове.
В кино Евгений появился только в 1996 году – в сериале «Поживем – увидим», где сыграл своего питерского тёзку. В 1999 году 36-летний актер исполнил роль скрипача в сериале «Агент национальной безопасности». Следом был ряд остросюжетных сериалов, благодаря которым Дятлов обрёл популярность у телезрителей.
В 2005 году 42-летний актер сыграл поэта Владимира Маяковского в новелле «Есенин», где в главной роли выступил Сергей Безруков.
В 2008 году принял участие в шоу «Две звезды», где пел в дуэте с рок-певицей Дианой Арбениной. Звездная пара дошла до финала конкурса и заняла почетное второе место.
Актер был трижды женат, с последней женой Дарьей живет с 2007 года. Пара воспитывает дочь Василису. Также у Дятлова есть два сына от первых браков.
