В 1940 году Евгений Витальевич Михайлов был призван в Красную Армию и направлен в Качинскую военную авиационную школу пилотов, которую закончил в 1941 году. Михайлов показал себя отличным лётчиком-истребителем, и поэтому был оставлен командованием в качестве инструктора в училище. В его обязанности входила подготовка молодых лётчиков.

После начала Великой Отечественной войны Михайлов рвался на фронт. В феврале 1943 года он прибыл в 32-й гвардейский истребительный авиационный полк, который вёл бои на Северо-Западном фронте. Первым заданием лейтенанта Михайлова стало уничтожение немецкого самолёта-разведчика Fw 189 «Рама». Этот приказ был успешно выполнен.

Евгений Михайлов участвовал в Курской битве, а затем вновь в боях на северо-западном направлении и в составе 1-го Прибалтийского фронта. В начале 1944 года 3-я гвардейская истребительная авиадивизия 1-го гвардейского истребительного авиационного корпуса была перебазирована на Невельский аэроузел. Из-за близости линии фронта возникала повышенная потребность в постоянной воздушной разведке, которая поручалась только самым опытным лётчикам. Среди них был и лейтенант Михайлов.

17 марта 1944 года в 13 часов 50 минут Евгений Михайлов со своим звеном вылетел на задание по прикрытию наземных войск. Из-за сложных метеоусловий было трудно ориентироваться и удерживать строй. После выполнения задания Михайлов со своим напарником гвардии лейтенантом В.С. Титовым направились на свой аэродром. Самолёты вышли на занятую противником железнодорожную станцию Идрица, откуда по железной дороге в условиях плохой видимости было легче выйти на аэродром.

Над станцией Михайлов и Титов неожиданно попали под сильный огонь зенитной артиллерии противника. Прямым попаданием зенитного снаряда самолёт Михайлова был серьёзно повреждён. Пилот отчётливо сознавал, что до своей территории дотянуть не удастся. Прыжок с парашютом означал неизбежный плен. Михайлов заметил в центре станции большой состав с цистернами с горючим и принял решение направить в него свой Ла-5. Взрыв самолёта уничтожил несколько эшелонов и вызвал на станции сильнейший пожар. В полку приняли последнюю радиограмму героя: «Самолёт подожжён. Горючее кончилось. До своих не дотяну. В плен не сдамся. Решил таранить и взорвать немецкий эшелон на Идрице. Боевой привет товарищам! За Родину!»

Е.В. Михайлов выполнил 92 боевых вылета, в 22 воздушных боях сбил 5 вражеских самолётов. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 26 октября 1944 года гвардии лейтенанту Е.В. Михайлову посмертно присвоено звание Героя Советского Союза. Ему было 23 года.