Участник Великой Отечественной войны с января 1942 года. Сражался на Сталинградском фронте, участвовал в битве на Курской дуге .
Помощник штурмана 148-го гвардейского истребительного авиационного полка гвардии капитан Е. Ф. Трофимов к апрелю 1944 года в 20 воздушных боях по данным наградного листа сбил лично 14 и в группе 3 самолёта противника (согласно исследованию М. Ю. Быкова, из них подтверждаются документально 10 личных и 2 групповых победы).
В районе Корсунь-Шевченковского гвардии капитан Трофимов в воздушных боях сбил 3 фашистских самолёта и 1 уничтожил на земле, сжёг 15 автомашин, 25 повозок с грузами, рассеял и уничтожил до роты гитлеровской пехоты.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 22 августа 1944 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистскими захватчиками и проявленные при этом мужество и героизм, гвардии капитану Евгению Фёдоровичу Трофимову присвоено звание Героя Советского Союза.
К концу войны гвардии майор Е. Ф. Трофимов совершил 376 успешных боевых вылетов, в 26 воздушных боях сбил лично 13 и в группе 4 самолётов противника.
После войны продолжал службу в ВВС СССР. Летал на реактивных и сверхзвуковых самолётах.
В 1952 году окончил Военно-воздушную академию. Служил в Йошкар-Оле, Приозёрске Казахской ССР, Новосибирске.