Eusebia was de tweede vrouw van keizer Constantius II. Hij was ca. 353 met haar getrouwd. Haar vader was waarschijnlijk Flavius Eusebius, een oud-consul; haar familie kwam uit Thessalonica in N.Griekenland. Haar broers waren Flavius Eusebius en Flavius Hypatius, die beide consuls waren in 359. Ze was bekend vanwege haar schoonheid en invloed op haar echtgenoot; zij was net zoals hij een Ariaan. Ofschoon E. haar echtgenoot overhaalde om Julianus tot zijn Caesar te benoemen, veroorzaakte zij volgens de geruchten uit jaloezie omdat zijzelf geen kinderen kon krijgen, miskramen bij de vrouw van Julianus, Helena, om te voorkomen dat Julianus een opvolger kreeg.
Zij voedde haar twee broers op tot het consulaat in 359. Zij zorgde er in 360 voor dat de bezittingen van haar familie niet werden aangeslagen door de belasting. Kort daarna stierf zij aan een 'geneesmiddel' dat haar kinderloosheid moest opheffen. Na de dood van Eusebia trouwde Constantius met Faustina.