Евгений Устюгов родился в спортивной семье. Его родители серьёзно занимались лыжными гонками (мать Ольга Рудольфовна — мастер спорта по лыжным гонкам, отец Роман Валерьевич — кандидат в мастера), поэтому он вместе со своим старшим братом Александром встал на лыжи очень рано — в 3 года. Устюгов не состоял в лыжных секциях, так как они находились далеко от дома. Долгое время он катался в своё удовольствие, занимаясь также скалолазанием и горными лыжами. Во время учёбы в школе Евгений часто выступал на различных соревнованиях. Биатлоном Евгений начал заниматься в 1997 году. Во время соревнований на призы «Пионерской правды» ему предложили попробовать свои силы в биатлоне. Посоветовавшись с родителями и получив их согласие, Женя приступил к занятиям биатлоном под руководством своего первого тренера, Виктора Ивановича Ермакова.
На своём первом юниорском чемпионате мира 2005 в Контиолахти Евгений выступил не слишком удачно, лучшим его результатом стало 12-е место в индивидуальной гонке, в спринте же и преследовании он был 42-м и 36-м соответственно. А вот чемпионат мира годом позже в американском Преск-Айле оказался для Евгения более успешным: в эстафете он стал серебряным призёром, в индивидуальной гонке и преследовании — первым, и только в спринте спортсмен оказался за чертой призёров, заняв 4-е место. На первенстве Европы 2006 в Лангдорфе в эстафетной гонке Евгений вместе с товарищами по команде поднялся на верхнюю ступеньку пьедестала, а вот в личных дисциплинах он остался без наград.
На этапах Кубка Европы Евгений дебютировал в сезоне 2006—2007. В своей первой гонке, спринте, который прошел в австрийском Обертиллиахе, Евгений занял двенадцатое место, допустив три промаха и отстав от победителя, норвежца Ханса Мартина Гьодрема, почти на 2 минуты. В гонке преследования, отстреляв с одним промахом, поднялся на вторую позицию, отстав от Гьодрема, вновь ставшего первым, на 25 секунд.
На втором этапе Кубка, также прошедшем в Обертиллиахе, Евгений в первой спринтерской гонке занял двадцать пятое место, допустив три промаха и отстав от победителя, немца Даниэля Графа, на полторы минуты. Во второй спринтерской гонке стал лишь пятидесятым, допустив четыре промаха и отстав от победителя, другого россиянина, Филиппа Шульмана, на 2 минуты и 40 секунд.
На третьем этапе Кубка, прошедшем в итальянской Чезане-Сан-Сикарио, в индивидуальной гонке Евгений показал лишь пятьдесят седьмой результат с девятью промахами. Отставание от победителя, немца Йорна Вольшлегера, составило 8 минут и 23 секунды. В спринте Евгений показал сорок четвертый результат, сделав четыре промаха и отстав от Вольшлегера, вновь ставшего победителем, на 2 минуты и 13 секунд.
На четвертом этапе Кубка, прошедшем в итальянском Форни-Авольтри, в спринте Евгений показал двадцать четвертый результат, сделав два промаха. Отставание от победителя, другого россиянина Андрея Прокунина, составило 1 минуту и 47 секунд. В гонке преследования Евгений поднялся на десять позиций вверх и занял в итоге четырнадцатое место с одним промахом. Отставание от победителя, другого россиянина Михаила Кочкина, в спринте занявшего второе место, составило 1 минуту и 46 секунд.
На чемпионате Европы-2007, проходившем в болгарском Банско, Евгений принял участие в спринте, гонке преследования и эстафете.
В спринтерской гонке Евгений занял двадцатое место, допустив один промах и отстав от победителя, поляка Томаша Сикоры, на 2 минуты и 40 секунд.
В гонке преследования Евгений остался на той же позиции с шестью промахами. Отставание от Сикоры, вновь ставшего победителем, составило 4 минуты и 28 секунд.
В эстафете Евгений бежал первый этап, на каждом из рубежей использовал по одному дополнительному патрону. Состав российской эстафетной четверки был таковым: Евгений Устюгов, Алексей Чурин, Андрей Маковеев, Михаил Кочкин. Российская команда заняла пятое место, использовав 9 дополнительных патронов и пробежав 2 штрафных круга. Отставание от победителей, команды Германии, составило 2 с половиной минуты.
8 февраля 2014 года состоялась первая гонка в рамках Зимней Олимпиады в Сочи — мужской спринт. Евгений Устюгов занял 16 место с одним промахом на первом огневом рубеже, отстав от выигравшего гонку норвежца Уле Айнера Бьёрндалена, отстрелявшего также с одним промахом, на 45,6 секунд.
10 февраля 2014 года Устюгов принял участие в гонке преследования. Стартовав с 16 позиции, на финише он с одним промахом на втором огневом рубеже занял 5 место, отстав от победителя Мартена Фуркада на 36,7 секунд.
В прошедшей 13 февраля 2014 года индивидуальной гонке Евгений занял 38-м с тремя промахами, отстав от победителя Мартена Фуркада, отстрелявшего с одним промахом, на 4 минуты 16,1 секунды. Бронзовую медаль в этой гонке выиграл коллега по команде Евгений Гараничев.
Во время масс-старта, проходившего 18 февраля 2014 года, Устюгов упал на одном из поворотов, допустил на стрельбе три промаха и занял 19 место.
В смешанной эстафете, прошедшей 19 февраля 2014 года, Устюгов участия не принимал.
22 февраля 2014 года Евгений принял участие в мужской эстафете. Он выступил на втором этапе, получив от Алексея Волкова эстафету с отставанием от лидера в 16,1 секунд. На первом огневом рубеже Устюгов допустил один промах, на втором огневом рубеже он допустил еще два промаха. Устюгов передал эстафету Дмитрию Малышко третьим позиции с отставанием 24,4 секунды. Эстафета завершилась победой сборной России и Евгений стал двукратным олимпийским чемпионом.