Дочь действительного статского советника Петра Васильевича Сушкова (1783—1855) и Дарьи Ивановны Пашковой (1790—1817). Двоюродная сестра Е. А. Сушковой.
Потеряв в возрасте шести лет мать, Евдокия Сушкова, вместе с двумя младшими братьями, росла в Москве в богатой семье своего деда, отца матери, Ивана Александровича Пашкова. Девочка много читала и изучила немецкий, французский, итальянский и английский языки.
В 1831 г. П. А. Вяземский, друг дома, опубликовал в альманахе «Северные цветы» её первое стихотворение «Талисман» с подписью Д-а. Двадцати двух лет, чтобы избавиться от домашнего гнёта , Евдокия решилась принять предложение молодого и богатого графа Андрея Фёдоровича Ростопчина (1813—1892), сына бывшего московского главнокомандующего. Свадьба состоялась в мае 1833 года, и молодые зажили весело и открыто в своём доме на Лубянке, принимая всю Москву. По собственному признанию, Ростопчина была, однако, очень несчастна с грубым и циничным мужем и стала искать развлечений в свете, была окружена толпою поклонников, к которым относилась далеко не жестоко. Рассеянная светская жизнь, прерываемая частыми и продолжительными путешествиями по России и за границу, не мешала Ростопчиной с увлечением предаваться литературным занятиям.
В 1836 г. семья переехала в Петербург и была вхожа в высшее интеллектуальное общество столицы. Ростопчина начала подписывать свои публикации Р-а, а потом своим полным именем. В творчестве её поддерживали такие поэты, как Лермонтов, Пушкин, Жуковский. Ей посвящали свои стихотворения Огарев, Мей и Тютчев. Гостями её литературного салона бывали Жуковский, Вяземский, Гоголь, Мятлев, Плетнев, В. Ф. Одоевский и другие.
Большую часть её лирики составляли стихи о неразделенной любви. В 1839 г. издала книгу «Очерки большого света», которая была проигнорирована и читателями, и критикой. Хотя Ростопчина писала также повести и комедии, её проза не пользовалась особым успехом.
Графиня Ростопчина столько же была известна своей красотой, сколько умом и поэтическим дарованием. Небольшого роста, изящно сложенная, она имела неправильные, но выразительные и красивые черты лица. Большие, темные и крайне близорукие её глаза «горели огнём». Речь её, страстная и увлекательная, лилась быстро и плавно. В свете она была предметом многих сплетен и злословия, к которым светская жизнь её нередко подавала повод. В то же время, будучи необычайной доброты, она много помогала бедным и всё, что получала от своих сочинений, отдавала князю Одоевскому для основанного им благотворительного общества.
Во время поездки за границу в 1845 г. поэтесса написала балладу «Насильный брак», в которой аллегорически осудила отношения России к Польше. Вернувшись в 1847 году из заграничного путешествия, вконец разоренная мужем, графиня Ростопчина поселилась в Москве (Николай I запретил поэтессе появляться в столице) в доме своей свекрови Е. П. Ростопчиной, ярой католички. Последние годы жизни Евдокии прошли в крайне тяжелой домашней обстановке и постоянной глухой борьбе со свекровью, беспощадно осуждавшей её светские увлечения и православное воспитание, даваемое ею детям.
Ростопчина продолжала писать стихи, пьесы, переводы, но интерес к её творчеству уже спадал. В последние годы своей жизни поэтесса высмеяла различные литературные движения в России, в итоге оказавшись в изоляции.
В 1852 году опубликована повесть «Счастливая женщина».
В 1857 г. Огарёв написал Ростопчиной стихотворение.
Почти забытая публикой, после двух лет болезни, графиня Ростопчина умерла от рака 3 декабря 1858 г. Похоронена на старом Пятницком кладбище в Москве.