W początkach lat 40. XX wieku John Entenza, właściciel magazynu Arts & Architecture i założyciel Case Study Program, zakupił 5 akrów ziemi na zalesionym urwisku, które kiedyś było częścią dużej posiadłości Willa Rogersa. W 1945 roku sprzedał 1,4 akra tej ziemi Charlesowi i Ray. Projekt ich domu został po raz pierwszy naszkicowany przez Charlesa Eamesa i architekta Eero Saarinena w 1945 roku, jako podniesiona stalowo-szklana skrzynia wystająca ze zbocza i obejmująca wjazd, a następnie dramatycznie wspornikowa nad frontowym podwórkiem. Konstrukcja miała być zbudowana w całości z elementów „z półki”, dostępnych w katalogach producentów stali. Bezpośrednio po wojnie części te były jednak bardzo trudno dostępne. Zanim materiały dotarły trzy lata później, większość czasu przed rozpoczęciem budowy spędzono na pikniku i zwiedzaniu działki, na której miał stanąć dom. Po okresie intensywnej współpracy między Charlesem i Ray, projekt został radykalnie zmieniony, tak aby lepiej wpasować się w teren i nie naruszyć przyjemnej łąki, która znajdowała się przed domem. Chociaż Eero Saarinen nie miał żadnego wkładu w budowę Eames House, współprojektował z Charlesem Eamesem sąsiadujący z nim Entenza House (Case Study House #9) dla Johna Entenzy.
Nowy projekt Domu Eamesów zawierał budynek mieszkalny i budynek studyjny schowany w zboczu krajobrazu, z 8 stopami (2.4 m) wysoki na 200 stóp (60 m) długi betonowy mur oporowy. Na dolnym poziomie rezydencji znajduje się pokój dzienny z alkową, hol z szafami i spiralnymi schodami, kuchnia i pomieszczenia gospodarcze. Na górnym poziomie znajdują się dwie sypialnie i antresola z widokiem na pokój dzienny o podwójnej wysokości. Druga kondygnacja rezydencji to również dwie łazienki, liczne korytarze wypełnione aluminiowymi szafami oraz wbudowany w przewody świetlik. Budynek studia ma podobną antresolę, ale jest znacznie krótszy. Na parterze pracowni znajduje się zlew gospodarczy, łazienka, ciemnia do obróbki zdjęć oraz duża otwarta przestrzeń o podwójnej wysokości. Piętro służyło przede wszystkim jako magazyn, ale od czasu do czasu pojawiały się tam pokoje gościnne. Wprowadzono również dziedziniec, oddzielający rezydencję od przestrzeni studyjnej. Ten zmieniony schemat wymagał tylko jednej dodatkowej belki. Wysoka na 17 stóp (5,1 m) fasada została podzielona na sztywno geometryczną kompozycję z paneli w jasnych i neutralnych kolorach, umieszczonych pomiędzy cienkimi stalowymi kolumnami i stężeniami, pomalowanymi na „ciepły szary kolor”. Z czasem schematy malowania pozwoliły, by szarość stała się czarna. Drzwi wejściowe są oznaczone panelem z liści złota powyżej. Istniejący rząd drzew eukaliptusowych, zasadzonych w latach 80. XIX wieku przez Abbota Kinneya, został zachowany wzdłuż odsłoniętej ściany domu, zapewniając cień i wizualny kontrast z odważną fasadą domu.
Jeśli chodzi o wystrój wnętrz, kolekcja Eamesów obejmuje między innymi: lampy podłogowe Isamu Noguchi, sztukę ludową i abstrakcyjną ekspresjonistyczną, japońskie lalki kokeshi, chińskie lakierowane poduszki, kosze rdzennych Amerykanów, krzesła Thonet i liczne projekty mebli Eamesów (niektóre z nich nigdy nie wyszły poza fazę prototypu). Maksymalistyczne wnętrza zostały pogrupowane przez Eamesów w idiosynkratyczne tableaux, a dekoracja wnętrz domu wywołała dyskusję o „uczłowieczeniu” modernizmu przez Eamesów.
Z dwudziestu pięciu zbudowanych Domów Studiów Przypadku, dom Eamesów jest uważany za najbardziej udany zarówno jako oświadczenie architektoniczne, jak i wygodna, funkcjonalna przestrzeń życiowa. Odważna, elegancka konstrukcja sprawiła, że stał się ulubionym tłem dla sesji zdjęciowych w latach 50. i 60. dla takich wydawnictw jak Vogue. Prawdopodobnie dowodem na to, że dom odniósł sukces w wypełnianiu swojego programu jest fakt, że pozostał w centrum życia i pracy Eamesów od czasu, gdy się do niego wprowadzili (Wigilia 1949) aż do ich śmierci.
Dom Eamesów jest jednym z wybitnych przykładów architektury, w której widoczne są wpływy ruchu De Stijl poza Europą. Przesuwane ściany i okna nadają mu charakterystyczną wszechstronność i otwartość ruchu De Stijl.
Po śmierci Eamesów dom pozostał w dużej mierze niezmieniony.