Народилася 30 січня 1935 (за іншими даними 3 серпня 1932) року в Гроссето, Тоскана, Італія. На початку 50-х років разом з батьками переїхала до Риму. Починала як модель, працювала з відомим італійським дизайнером Роберто Капуччі, який ввів її у світ моди.
У кіно дебютувала в одній з новел фільму режисераКарло Камподжалліані «Якщо ви виграли сто мільйонів» (Ганна, 1953). Міжнародну популярність здобула виконанням головних ролей у комедії Маріо Монічеллі «Донателла» (1956, премія «Срібний ведмідь» на МКФ в Західному Берліні, 1956) і в голлівудському фільмі «Індіанський воїн» (Онаті, 1955). Знімалася у фільмах найбільших кінорежисерів: Клода Отан-Лара, Орсона Уеллса, Ховарда Хоукса та інших. Успіх супроводжував Мартінеллі і в Голлівуді. З середини 70-х років поступово втратила колишню популярність. Знімалася в італійських телесеріалах. Одна з останніх ролей — герцогиня де Монтефорте в серіалі «Orgoglio» (2004).
У 1957 році Ельза Мартінеллі одружилася з графос Франко Манчінеллі Скотті ді Сан Віо. Італійська акторка Крістіна Манчінеллі — дочка Ельзи Мартінеллі.
Фільмографія
1953 : Якщо ви виграли сто мільйонів (італ.Se vincessi cento milioni) — Анна
1955 : Індійський воїн (італ.Il cacciatore di indiani) — Онаті
_crowned.svg){kind=small}
.jpg){kind=small}
