A partir de 1951 formó parte de la agencia Magnum como miembro asociado y en 1957 se convirtió en miembro de pleno derecho y sus reportajes fotográficos empezaron a publicarse en revistas como Life, Paris Match, Stern, Sunday Times o Vogue, convirtiéndose en la primera reportera de la agencia.
Dos de sus fotografías más conocidas son retratos de Marlene Dietrich y Marilyn Monroe durante un descanso en su trabajo y las tomó de un modo directo sin aviso previo. Aunque también ha realizado reportajes sobre Joan Crawford, Clark Gable, James Cagney y Paul Newman.En 1961 se trasladó a vivir a Londres de un modo definitivo, aunque realizó diversos viajes a países como la Unión Soviética, Afganistán, Sudáfrica, Egipto y China. En sus reportajes solía hacer énfasis en los aspectos sociales. Su primera exposición individual con carácter itinerante la realizó en 1980 y tuvo como título In China, además ha realizado exposiciones ligadas a la agencia Magnum en el Museo Tampa de Florida en 1983 y en el Centro de Arte Reina Sofía en 1989. Su obra está representada en el Museo Ludwig y el Museo Metropolitano de Arte de Nueva York. En 2015 la Fundación Magnum publicó una biografía ilustrada de Eve Arnold.
