Europi phổ biến trong tự nhiên là hỗn hợp của 2 đồng vị là Eu151 và Eu153, với Eu153 là phổ biến nhất (52,2% độ phổ biến trong tự nhiên). Trong khi Eu153 là ổn định thì Eu151 gần đây được phát hiện là không ổn định với phân rã alpha có chu kỳ bán rã khoảng 5 − 3 + 11 × 10 18 {\displaystyle 5_{-3}^{+11}\times 10^{18}} năm[6], phù hợp tương đối hợp lý với các dự đoán lý thuyết. Bên cạnh đồng vị phóng xạ tự nhiên Eu151 còn có 35 đồng vị phóng xạ nhân tạo khác đã được miêu tả, với các đồng vị ổn định nhất là Eu150 có chu kỳ bán rã 36,9 năm, Eu152 có chu kỳ bán rã 13,516 năm và Eu154 có chu kỳ bán rã 8,593 năm. Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã dưới 4,7612 năm và phần lớn trong số này có chu kỳ bán rã dưới 12,2 giây. Nguyên tố này cũng có 8 trạng thái giả ổn định, với ổn định nhất là Eu150m (t½ 12,8 giờ), Eu152m1 (t½ 9,3116 giờ) và Eu152m2 (t½ 96 phút).

Phương thức phân rã chủ yếu trước đồng vị phổ biến nhất, Eu153, là bắt điện tử còn phương thức phân rã chủ yếu sau nó là phân rã beta trừ. Sản phẩm phân rã chủ yếu trước Eu153 là các đồng vị của samari (Sm) còn sản phẩm phân rã chủ yếu sau nó là các đồng vị của gadolini (Gd).