Eeva Kristiina Vilkkumaa (s. 7. tammikuuta 1981 Helsinki) on suomalainen tekniikan tohtori ja Aalto-yliopiston apulaisprofessori. Aiemmin hän on toiminut muusikkona ja musiikkinäyttelijänä.
Vilkkumaa harrasti tanssia ja laulua jo lapsuudessaan. Hän tanssii, laulaa sekä soittaa kitaraa ja pianoa. Hän on näytellyt Grease-musikaalissa ja Helsingin kaupunginteatterissa Tuhkimon pääosassa. Kesällä 2004 hän esiintyi Peacockin Saturday Night Feverin päätähtenä. Vilkkumaa on myös tanssinut balettia Kansallisoopperan balettikoulussa ja esiintynyt Carmenin ja Toscan lapsikuoroissa.
Vuonna 2008 hän valmistui diplomi-insinööriksi. Vilkkumaa on tekniikan tohtori. Hän väitteli tohtoriksi 2014 ja väitöskirjan aihe oli Malliperusteisia päätösprosesseja agendan rakentamiseen ja hankerahoitukseen. Hänet on nimitetty apulaisprofessoriksi Aalto-yliopistoon. Vuonna 2020 Vilkkumaan tutkimusaiheita olivat epävarmuuksien mallintaminen, ryhmäpäätöksenteko ja monivaiheiset päätösprosessit.
Eeva Vilkkumaan vanhempi sisar on Maija Vilkkumaa.