Diplômée du Conservatoire de musique et d'art dramatique du Québec, Evelyne Brochu est remarquée par le cinéaste Patrice Sauvé qui l'engage sur ses films Cheech et Grande ourse - La clé des possibles. Son rôle de premier plan dans la série Aveux lui vaut en 2010 une nomination en tant que Meilleure actrice aux Prix Gémeaux (l'équivalent canadien de nos Césars). La récompense, elle la décroche deux ans plus tard pour sa prestation dans une autre série, La Promesse.
Après le poignant Café de Flore de Jean-Marc Vallée, avec Vanessa Paradis, Evelyne Brochu se glisse, pour les besoins d'Inch'Allah, dans la peau d'un médecin propulsée au milieu des conflits qui ravagent les territoires palestiniens. Xavier Dolan la choisit dans la foulée pour reprendre le rôle Sara dans l'adaptation de Tom à la ferme, un personnage qu'elle avait tenu quelques années plus tôt sur les planches. David Cronenberg mise également sur la jeune femme pour son court-métrage The Nest présenté sur de multiples festivals.
Le public découvre Evelyne Brochu à l'international dans la série Orphan Black. Face à Tatiana Maslany, elle joue la scientifique Delphine Comier, amoureuse de l'une des clones de Sarah Manning, l'héroïne. Un rôle qu'elle tient jusqu'à l'arrêt du show, en 2017. En parallèle, l'actrice est aperçue dans La Marraine, un biopic sur Ines Barbosa-Hernandez, la "Marraine du cartel de Cali", et X Company, série dans laquelle elle est l'une des recrues entraînées pour devenir agents secrets durant la Seconde Guerre mondiale.
Son interprétation, dans Le passé devant nous, d'une escort girl contrainte de s'occuper, à la mort de son ex, du fils qu'elle a abandonné à la naissance, lui permet de remporter le prix de la Meilleure actrice au Festival international du film de Tiburon. La même année, les téléspectateurs québécois la retrouvent dans la série Trop, où elle joue une femme qui découvre que sa jeune soeur est bipolaire. Disposant de plus d'une corde à son arc, Evelyne Brochu s'essaie à la chanson et sort en 2019 son premier album, "Objets perdus".
La comédie La femme de mon frère, dans laquelle elle incarne la petite amie, reçoit le prix Coup de coeur du Jury, dans la section Un certain Regard, durant l'édition 2019 du Festival de Cannes. Les abonnés à Canal+ la découvrent au cours de l'hiver 2021 dans la Création originale Paris Police 1900. Evelyne Brochu y interprète la courtisane Marguerite Steinheil. Sans protection depuis le décès brutal de son amant le Président Félix Faure, son personnage est obligé, en ces temps difficiles, de jouer les espionnes pour maintenir son train de vie et élever sa fille.
Pascal Muscarnera