Eduardo Noriega est né d'un père mexicain et d'une mère espagnole. Il parle couramment, en plus sa langue natale l'espagnol, l'anglais, le français, et le catalan.
Avant de se tourner vers le métier d'acteur, il envisage un temps de devenir musicien, puis prêtre, puis enfin avocat. Sa carrière d'acteur, il la débute sous la direction d'Alexandro Amenébar, dans plusieurs court-métrages. Son premier long, Histoires du Kronen, il le tourne en 1995 pour Montxo Armendáriz. Mais il faudra attendre 1996 et Tesis, toujours d'Alexandro Amenébar, pour que l'acteur ne se fasse un nom. L'année suivante, toujours pour celui qui est devenu son ami, il tourne Ouvre les yeux.
En 2001, il joue pour Guillermo del Toro dans l'échine du diable. En 2002, il tourne un film français pour Jean-Pierre Limosin, Novo, dans lequel il apparaît dans le plus simple appareil.
Devenu un acteur international, il apparaît ainsi des films tourné en anglais (il joue sans problème en anglais ou bien encore en français), tels que Transsiberian ou bien encore Angles d'attaque (et ce même si, dans ces deux films, il joue un espagnol).