Elżbieta urodziła się w 1709 r. w podmoskiewskim Kołomienskim, kilka lat przed zawarciem przez jej rodziców oficjalnego małżeństwa[1]. Miała ośmioro rodzeństwa, ale tylko urodzona w 1708 r. Anna dożyła wieku dojrzałego[1]. Elżbieta była dobrze wykształcona, znała języki: francuski, niemiecki i włoski[1]. Próbowano wydać ją za mąż za króla Francji Ludwika XV, jednak nic z tego nie wyszło, być może ze względu na budzące kontrowersje okoliczności narodzin Elżbiety – jej rodzice wzięli ślub dopiero w 1712 r.
W 1725 r. zmarł jej ojciec, który nie wyznaczył następcy tronu. Cesarzową została jej matka, Katarzyna I. W 1727 r. Katarzyna na łożu śmierci, pod wpływem swego kochanka Aleksandra Mienszykowa, wyznaczyła na swojego następcę wnuka Piotra I i jego pierwszej żony Eudoksji – małoletniego Piotra II[1]. Nie są znane powody, dla których umierająca Katarzyna I wydziedziczyła swoje córki, jednak musiało być to dla nich ciężkie przeżycie. Zgodnie z testamentem Katarzyny, Anna i Elżbieta mogły się upomnieć o tron Rosji dopiero po śmierci Piotra II i jego potomków.
Andriej Iwanowicz, który od kilku lat zajmował się wychowaniem Piotra II sugerował nawet poślubienie przez niego Elżbiety, która była jego ciotką (przyrodnią), jednak po śmierci Katarzyny I ten pomysł upadł[1].
Car Piotr II umarł w wieku 15 lat w 1730 r., nie pozostawiając następcy (jego narzeczona Jekatarina Dołgorukowa kilka miesięcy po jego śmierci urodziła córkę)[1]. Kanclerz Gawriił Gołowkin twierdził, że tron zgodnie z testamentem Katarzyny I należy się Elżbiecie (jej siostra Anna zmarła w 1728 r.)[1]. Również metropolita Teofan Prokopowicz opowiadał się za kandydaturą Elżbiety[1]. Ostatecznie Najwyższa Tajna Rada doszła do porozumienia, odrzucając kandydaturę Elżbiety z powodu jej nieślubnego pochodzenia i obierając na cesarzową Annę Iwanownę, kuzynkę Elżbiety[1].
Elżbieta została imperatorką w wyniku przewrotu pałacowego skierowanego przeciwko panoszącym się na dworze carskim wielkorządcom niemieckim, sprawującym regencję nad nieletnim Iwanem VI (1740–1741). Pozbawiła władzy nielicznych Niemców piastujących wysokie urzędy, choć nadal utrzymały się wpływy niemieckie.
Cesarzowa znacznie poszerzyła przywileje dla dworianstwa. Odtąd dworianie mogli m.in. zsyłać chłopów za różne przewinienia na Syberię – lecz tylko w wieku do 45 lat i sprawnych do pracy. Chodziło bowiem o zasiedlenie i zagospodarowanie nowo zdobytych terytoriów azjatyckich. Zniesione zostały dotychczasowe wewnętrzne cła, wpływające niekorzystnie na handel, wiele zrobiono w dziedzinie oświaty i kultury. Za panowania Elżbiety wzniesiono m.in. barokowy Pałac Zimowy – rezydencję carów w Sankt Petersburgu. Założyła też Imperatorski Uniwersytet Moskiewski.
W 1751 r. caryca zabroniła używania tortur w sprawach śledztw kryminalnych i zniosła karę śmierci. Zakazała również moskwianom trzymania domowych i pałacowych niedźwiedzi, w dzień siedzących na łańcuchu i ryczących na przechodniów, a nocą wypuszczanych na swobodę do miasta[2].