Eugenia Maximilianovna von Oldenburg, geborene Romanowskaja, wurde am 20. März (1. April) 1845 geboren. Sie war das vierte Kind und die dritte Tochter der Großherzogin Maria Nikolajewna und des Herzogs Maximilian von Leuchtenberg aus Bayern. Ihre Urgroßmutter väterlicherseits, Maria Franziska-Josephina, war französische Kaiserin und die erste Frau Napoleons I.

Nach dem Tod ihres Vaters im Jahr 1852 verlieh Nikolaus I. ihrer Familie den Titel Kaiserliche Hoheit der Romanows. Eugenias Kindheit und Jugend verbrachte sie in Sankt Petersburg. Ihre Erziehung übernahm Elisabeth Andrejewna Tolstaja, eine Cousine von Leo Tolstoi. 1857 traf Tolstoi die 12-jährige Eugenia in Genf und schrieb später über sie als ein nettes und einfaches Mädchen.

Eugenia fiel am Hof durch ihre Extravaganz auf und bevorzugte einen halbmännlichen Kleidungsstil. 1868 heiratete sie Prinz Alexander Petrowitsch von Oldenburg, und im selben Jahr wurde ihr Sohn Peter geboren. 1878 erwarb sie das Gut Ramon bei Woronesch, das eine Zuckerrübenfabrik umfasste.

Eugenia engagierte sich aktiv im öffentlichen und kulturellen Leben. Sie war Präsidentin der Mineralogischen Gesellschaft und Ehrenmitglied mehrerer Wohltätigkeitsorganisationen. Einige Zeit leitete sie die Kaiserliche Gesellschaft zur Förderung der Künste und stiftete einen Kunstpreis. Sie förderte auch die Gründung von Kunstschulen und die Veröffentlichung eines Sammelbandes über kunstgewerbliche Zeichnungen.

Eugenia war Schirmherrin der Gemeinschaft der Schwestern des Roten Kreuzes, aus der die Gemeinschaft der Heiligen Eugenia entstand. Die Gemeinschaft gab Kunstpostkarten heraus, die sehr beliebt waren. 1898 kamen die Postkarten in den Verkauf, und in 20 Jahren wurden über 30 Millionen Exemplare herausgegeben.

Seit 1868 war Eugenia Schirmherrin der Weihnachtsfrauen-Gymnasium, das später in ihrem Namen umbenannt wurde. Sie unterstützte auch das Haus der Barmherzigkeit und das Maximilian-Krankenhaus. Während des Russisch-Japanischen Krieges leitete sie das Komitee zur Hilfe für verwundete Soldaten.

Seit den 1880er Jahren lebte Eugenia auf dem Gut Ramon, wo sie aktiv in der Landwirtschaft tätig war. Sie modernisierte das Gut nach kapitalistischen Prinzipien, rekonstruierte die Fabriken und eröffnete neue Betriebe. Sie kümmerte sich auch um Schulen und Krankenhäuser in Ramon.

Eugenia und ihr Mann Alexander legten nach der Revolution von 1917 den Eid auf die Übergangsregierung ab. Nach der Revolution lebte sie einige Zeit in Petrograd, bevor sie nach Finnland und Frankreich zog, wo sie bis zu ihrem Lebensende lebte. Eugenia Maximilianovna starb am 4. Mai 1925 im Alter von 80 Jahren.