Народилася у Великій Британії. У підлітковому віці займалася танцями в паризькій студії Айседори Дункан, але з початком Першої світової війни студія припинила свою роботу, і 12-річна Ланчестер повернулася додому, почавши заробляти кишенькові гроші уроками танцю по Айседорі Дункан для сусідських дітей.
У 1929 році Ельза Ланчестер одружилася з актором Чарльзом Лоутоном, з яким знялася в 1933 році в своєму першому помітному фільмі «Приватне життя Генріха VIII». Першою дійсно значною роботою Ланчестер стала головна роль в картині 1935 «Наречена Франкенштейна». Надалі Ланчестер і Лоутон жили переважно в США і грали в американських фільмах, а в 1950 році отримали американське громадянство. З більш пізніх зйомок Ланчестер виділяється фільм «Свідок звинувачення» (1957), де вона знову грала разом з Лоутоном.
Ельза Ланчестер померла 26 грудня 1986 роки від пневмонії в госпіталі Будинку акторів кіно і телебачення в Вудленд-Гіллз, штат Каліфорнія.