Евгений Николаевич Преображенский родился 22 июня 1909 г. в селе Волокославинское, Кирилловский уезд Новгородской губернии, Российская империя. Родился в семье педагогов Николая Александровича Преображенского и его жены Анны Дмитриевны. У него были братья и сёстры: Нина, Владимир и Лидия.
Окончил Череповецкий педагогический техникум, а в 1927 г. был призван в морскую авиацию. В 1930 г. окончил Севастопольское военно-морское авиационное училище. С июля 1930 года — младший лётчик 62-й отдельной авиационной эскадрильи, командир корабля. В 1933 году окончил курсы усовершенствования командного состава при Военно-воздушной академии РККА имени профессора Н. Е. Жуковского в Москве, после чего был назначен командиром авиационного отряда 121-й авиационной эскадрильи. Таким образом, перед войной прошел путь от рядового летчика до командира 1-го бомбардировочной бригады ВВС Балтийского флота.
Участвовал в советско-финской войне (30 ноября 1939 – 12 марта 1940 гг.) и Великой Отечественной войне (22 июня 1941 – 9 мая 1945 гг).
Во время советско-финской войны авиачасть Преображенского вела бомбардировки коммуникаций противника, его береговых баз, портов и аэродромов. За боевые заслуги, мужество и героизм в январе 1940 г. был награжден орденом Ленина.
22 июня 1941 г. командир 1-го минно-торпедного полка, полковник Преображенский, встретил на своем аэродроме в Прибалтике. Полк нанес несколько бомбовых ударов по Финляндии, а с конца июня 1941 г. бомбил немецкие танковые и моторизованные колонны в районе Даугавпилса, другие цели на пути к Ленинграду.
Наибольшая заслуга Е. Н. Преображенского во время войны: в ночь с 7 на 8 августа 1941 года полковник Е. Н. Преображенский во главе флагманского экипажа участвовал в нанесении первого бомбового удара по военным объектам столицы гитлеровской Германии - Берлина. Полк под его командованием в августе-сентябре в 7 групповых налётах 1941 года выполнил 52 боевых вылета на Берлин, дошли до цели и отбомбились по Берлину экипажи 33-х самолётов. Флагманский самолёт Е. Н. Преображенского бомбил Штеттинский вокзал, где были сосредоточены военные поезда, отправляемые на Восточный фронт.
По возвращении авиагруппы И. В. Сталин поздравил лётчиков с выполнением боевого задания. В тот же день, 8 августа, он подписал приказ № 0265 «О поощрении участников бомбардировки города Берлина». В нём говорилось:
«В ночь с 7 на 8 августа группа самолётов Балтийского флота произвела разведывательный полёт в Германию и бомбила город Берлин. Пять самолётов сбросили бомбы над центром Берлина, а остальные на предместья города. Объявляю благодарность личному составу самолётов, участвовавших в полёте. Вхожу с ходатайством в Президиум Верховного Совета СССР о награждении отличившихся. Выдать каждому члену экипажа, участвовавшему в полёте, по 2 тысячи рублей. Впредь установить, что каждому члену экипажа, сбросившему бомбы на Берлин, выдавать по 2 тысячи рублей. Приказ объявить благодарность экипажам самолётов, участвовавших в первой бомбёжке Берлина, и всему личному составу 81-й авиадивизии дальнего действия. Народный комиссар обороны И. Сталин».
13 августа 1941 года Е. Н. Преображенскому было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 530).
Всего с 7 августа 1941 года авиационная группа полковника Е. Н. Преображенского штурмовала Берлин 10 раз, последний вылет состоялся 4 сентября 1941 года. Он лично принимал участие в этих полётах.
В январе 1942 года на повреждённом зенитном огнём самолёте ТБ-3 при возвращении с бомбардировки цели Е. Н. Преображенский совершил вынужденную посадку в лесу и при тридцатиградусном морозе экипаж сумел по снегам выбраться к своим. За исключительное мужество и героизм личного состава 1-й минно-торпедный авиационный полк, которым командовал Е. Н. Преображенский, первым на флоте был удостоен звания гвардейского. 10 августа 1942 года назначен командиром 8-й бомбардировочной авиационной бригады морской авиации Балтийского флота.
Весной 1943 года 8-я авиабригада участвовала в налётах на Кёнигсберг, Тильзит, Инстербург. В мае 1943 года назначен начальником штаба, а с сентября 1944 года исполнял обязанности командующего авиацией Северного флота. С 24 июля 1943 года — генерал-майор авиации.
В октябре 1944 года участвовал в Петсамо-Киркенесской операции. С 5 ноября — генерал-лейтенант авиации. За период его руководящей работы на Северном флоте авиация флота потопила 99 кораблей и транспортов и ещё 64 повредила, сбила 533 самолёта и нанесла иной большой урон противнику.
С апреля 1945 года — заместитель командующего Военно-воздушными силами Тихоокеанского флота.
25 августа 1945 года, в ходе советско-японской войны (9 августа — 2 сентября 1945), воздушно-десантная группа под командованием генерал-лейтенанта Е. Н. Преображенского и при его личном участии на летающих лодках приводнилась в одной из бухт Порт-Артура (Люйшуня), а затем в Дайрене (Далянь) в Китае, взяв под контроль эти города и порты.
С февраля 1946 года — командующий авиацией Тихоокеанского флота (с апреля 1947 5-го ВМФ).
С февраля 1950 года по май 1962 года — командующий авиацией ВМФ СССР, в июле 1955 года — декабре 1960 года — заместитель главнокомандующего ВМФ СССР — командующий авиацией ВМФ СССР.
27 января 1951 года присвоено воинское звание генерал-полковника авиации.
С мая по август 1962 года находился в распоряжении главнокомандующего ВМФ СССР.
С августа 1962 года — военный консультант Группы генеральных инспекторов Министерства обороны СССР.
Е. Н. Преображенский получил следующие награды:
Медаль «Золотая звезда» Героя Советского Союза (13.08.1941)
Три ордена Ленина (07.02.1940, 13.08.1941, 21.08.1953)
Пять орденов Красного Знамени (15.06.1942, 25.03.1943, 03.11.1944, 14.09.1945, 24.06.1948)
Орден Суворова 2-й степени (31.03.1943)
Орден Красной Звезды (03.11.1944)
Медаль «За оборону Ленинграда» (1943)
Медаль «За оборону Советского Заполярья»
Медаль «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.»
Медаль «За победу над Японией»
Медаль «30 лет Советской Армии и Флота»
Медаль «40 лет Вооруженных Сил СССР»
Медаль «В память 250-летия Ленинграда»
Иностранные награды:
Орден Государственного флага 1 степени (КНДР) (1948)
Медаль «За освобождение Кореи» (КНДР)
Медаль «Китайско-советской дружбы» (КНР)
Евгений Николаевич Преображенский умер 29 октября 1963 года в Москве.
Именем Е. Н. Преображенского названы улицы в Вологде, Череповце, Кириллове, посёлке Сафоново Мурманской области, городе Пестово Новгородской области, городе Всеволожске Ленинградской области.
Имя Е. Н. Преображенского присвоено самолёту «Ту-142М» с бортовым номером 94 авиабазы «Кипелово».
Имя Е. Н. Преображенского присвоено самолёту «Sukhoi Superjet 100» авиакомпании «Северсталь-авиа».
Именем Преображенского был назван пассажирский теплоход.
В августе 2019 года в выставочном комплексе Кирилло-Белозерского музея-заповедника — Народном доме — открыт интерактивный музей Героя Советского Союза Евгения Преображенского. Рядом со зданием музея к 110-летию знаменитого летчика ранее был установлен памятник-бюст.
В городе Череповце на здании, где Е. Н. Преображенский учился в техникуме, установлена мемориальная доска (пр. Луначарского, 5).
Имя Е. Н. Преображенского носит Николоторожская средняя школа в селе Никольский Торжок.