Писатель, соавтор Ильи Ильфа. Настоящее имя: Евгений Петрович Катаев. Родился 30 ноября (13 декабря) 1903 года в Одессе в семье учителя истории. В Одессе Катаевы жили на Канатной улице.
В 1920 году окончил 5-ю одесскую классическую гимназию. Во время учебы его одноклассником был Александр Козачинский, написавший впоследствии приключенческую повесть «Зеленый фургон», прототипом главного героя которой — Володи Патрикеева — стал Евгений Петров.
Работал корреспондентом Украинского телеграфного агентства.
В течение трех лет служил инспектором одесского уголовного розыска (в автобиографии Ильфа и Петрова (1929 год) об этом периоде жизни сказано: «Первым его литературным произведением был протокол осмотра трупа неизвестного мужчины»).
В 1922 году во время погони с перестрелкой лично задержал своего друга Александра Козачинского, возглавлявшего банду налётчиков. Впоследствии добился пересмотра его уголовного дела и замены А. Козачинскому высшей меры социальной защиты — расстрела на заключение в лагере.
В 1923 году Петров приехал в Москву, где стал сотрудником журнала «Красный перец».
В 1926 году пришёл работать в газету «Гудок», куда устроил в качестве журналиста, освобожденного к тому времени по амнистии, А. Козачинского.
Значительное влияние на Евгения Петрова оказал его брат Валентин Катаев (писатель). Жена Валентина Катаева вспоминала:
Я никогда не видела такой привязанности между братьями, как у Вали с Женей. Собственно, Валя и заставил брата писать. Каждое утро он начинал со звонка ему — Женя вставал поздно, принимался ругаться, что его разбудили… «Ладно, ругайся дальше», — говорил Валя и вешал трубку.
В 1927 году с совместной работы над романом «Двенадцать стульев» началось творческое содружество Евгения Петрова и Ильи Ильфа (который также работал в газете «Гудок»).
Впоследствии в соавторстве с Ильёй Ильфом были написаны:
роман «Двенадцать стульев» (1928);
роман «Золотой телёнок» (1931);
новеллы «Необыкновенные истории из жизни города Колоколамска» (1928);
фантастическая повесть «Светлая личность» (экранизирована);
новеллы «1001 день, или Новая Шахерезада» (1929);
повесть «Одноэтажная Америка» (1937).
В 1932—1937 годах Ильф и Петров писали фельетоны для газеты «Правда».
В 1935-1936 годы они совершили путешествие по США, результатом которого явилась книга «Одноэтажная Америка» (1937). Книги Ильфа и Петрова неоднократно инсценировались и экранизировались.
Творческое сотрудничество писателей прервала смерть Ильфа в Москве 13 апреля 1937 года.
В 1938 году уговорил своего друга А. Козачинского написать повесть «Зелёный фургон».
В 1939 году вступил в ВКП(б).
Петров прилагал много усилий для публикации записных книжек Ильфа, задумал большое произведение «Мой друг Ильф». В 1939-1942 годы Петров работал над романом «Путешествие в страну коммунизма», в котором описывал СССР в 1963 году (отрывки опубликованы посмертно в 1965 году).
Во время Великой Отечественной войны Петров стал фронтовым корреспондентом. Погиб 2 июля 1942 года — самолёт, на котором он возвращался в Москву из Севастополя, был сбит немецким истребителем над территорией Ростовской области, у села Маньково. На месте падения самолета установлен памятник.
Жена - Валентина Леонтьевна Грюнзайд, из обрусевших немцев. Сыновья: Петр Катаев (кинооператор), Илья Катаев (композитор).