Budoucí světice se narodila 1. listopadu 1864 jako druhá dcera vévody Hessen-Darmstadtského. Roku 1878 stihla rodinu tragédie, všichni, kromě Elly, jak ji v rodině nazývali, onemocněli záškrtem. Ellina mladší sestra, čtyřletá Marie, a jejich matka, princezna Alice, nemoci podlehly. Otec Ludwig IV. pak uzavřel morganatické manželství a Ella a její druhá mladší sestra Alix byly vychovávány hlavně jejich babičkou, anglickou královnou Viktorií. Té se říkalo „babička“ Evropy – měla celkem 42 vnoučat od svých celkem čtyř synů a pěti dcer.
Ella i Alix byly od dětství vychovávány ve víře, účastnily se různých charitativních akcí a získaly znalosti o vedení domu. Na duchovní život Elly měla velký vliv svatá Alžběta Durynská, jejíž příkladný život se pro ni stal vzorem.
Za jejího potenciálního ženicha byl považován její bratranec, velkovévoda badenský Frederik, ale ucházel se o ni také další její bratranec, pruský korunní princ a budoucí německý císař Vilém. Podle nepotvrzených zpráv jí dokonce nabídl sňatek, který však Ella odmítla.
Jejím vyvoleným se stal velkovévoda Sergej Alexandrovič (1857 – 1905), bratr ruského cara Alexandra III., za kterého se provdala 3. června 1884 a přijala jméno Jelizaveta Fjodorovna. Novomanželé bydleli v Petrohradě v paláci, který zakoupil manžel, a líbánky strávili na ilinském panství blízko Moskvy, kde pak také žili. Na Jelizavetino naléhání byla v Ilinsku zřízena nemocnice a pořádány trhy, které tamním rolníkům přinesly možnost výdělku.
Jelizaveta se Rusku dobře přizpůsobila, dokonale si osvojila ruštinu a mluvila téměř bez přízvuku. I když byla vychována v duchu protestantského luteránství, účastnila se pravoslavných bohoslužeb. V roce 1888 manželé dokonce vykonali pouť do Svaté země a o tři roky později Jelizaveta přestoupila k pravoslaví.
Bohužel se Jelizavetě nenarodily žádné děti, i když si to jistě s manželem přáli. Vychovávali proto děti manželova bratra, velkovévody Pavla Alexandroviče, Marii a Dimitrije, jejichž matka zemřela při porodu. Jelizaveta se také hodně věnovala dobročinnosti, v roce 1892 zřídila „alžbětinskou charitativní společnost“, kde bylo postaráno o výchovu dětí nejchudších matek, a předsedala dámskému výboru Červeného kříže. Její postavení v Rusku a u dvora se posílilo, když si její sestru Alix v listopadu 1894 vzal za manželku bratr jejího manžela, ruský car Mikuláš II. (1868 – 1918).
Jelizaveta si s ním i dopisovala a z této korespondence je jasné, co ji trápilo. Žádala co možná nejrozhodnější a nejpřísnější opatření proti volnomyšlenkářství obecně a proti revolučnímu terorismu zvlášť. Roku 1902 se po atentátu na ministra Sipjagina ptala cara: „Opravdu neexistuje možnost postavit tato zvířata před polní (vojenský) soud?“ A sama si také odpověděla: „Musí se udělat vše proto, aby se z nich nestali hrdinové… V takových lidech je třeba ubít touhu riskovat vlastní životy, aby mohli páchat podobné zločiny. … Není třeba litovat těch, kteří nemají s nikým slitování.“
Jak jasnozřivě znějí tato slova, když dnes víme, že 4. února 1905, asi ve tři hodiny odpoledne, byl Jelizavetin manžel zabit teroristou Ivanem Kaljajevem, který mu, když jel velkovévoda kočárem, hodil bombu do klína. Byl to jeho druhý pokus, od toho prvního ustoupil, když viděl, že v kočáře kromě velkovévody je i jeho manželka a nezletilí synovci.
Jelizaveta nejspíš proto navštívila Kaljajeva po jeho zatčení ve vězení, kde mu jménem svého zvražděného muže odpustila a věnovala mu evangelium. Navíc požádala cara, aby teroristovi udělil milost, ale nebylo jí vyhověno a 23. května 1905 byl Kaljajev popraven pověšením. Což se asi dalo předpokládat, když mu zabil bratra.
Brzy po smrti manžela Jelizaveta začala vést moskevskou kancelář Červeného kříže a také prodala své šperky. Za utržené peníze koupila čtyři domy s rozsáhlou zahradou a roku 1909 založila na tomto místě charitativní klášter, jehož patronkami byly sv. Marta a sv. Marie. Stáhla se z veřejného života a ještě před složením řeholního slibu začala pracovat jako milosrdná sestra. Podle jejího plánu měl klášter poskytovat komplexní, duchovní, vzdělávací a nakonec i hmotnou a lékařskou pomoc těm, kteří to potřebovali. Ti, kdo se na klášter v nouzi obrátili, tak nedostávali jen jídlo a oblečení, ale byla jim poskytnuta i pomoc při hledání práce a při umístění do nemocnic.
Během první světové války Jelizaveta aktivně poskytovala pomoc ruské carské armádě, včetně vojáků zraněných v bojích a z jejího podnětu byla v roce 1915 založena dílna na výrobu protéz. Pokusila se pomoci i německým válečným zajatcům v přeplněných nemocnicích a byla za to obviněna z činnosti nebezpečné pro Ruskou říši.
Když začala revoluce, Jelizaveta odmítla opustit Rusko a pokračovala ve svých dobročinných aktivitách. Jako členku carské rodiny ji potom na jaře roku 1918 zatkli příslušníci Čeky, tajné sovětské policie, a to na osobní rozkaz jejího velitele Dzeržinského. Stejně jako všichni Romanovci potom byla z Petrohradu odvezena na Ural, tam od rodiny oddělena 20. května přesunuta do Apalajevska.
Tam byla spolu s dalšími zajatci sovětské vlády ubytována v místní škole na okraji města. Dohledem nad nimi byla pověřena Apalajaveská rada zástupců dělníků a rolníků a místní mimořádná vyšetřovací komise. Režim pohybu měli zajatci relativně volný, mohli chodit do města i do kostela nebo se procházet po poli v blízkosti školy a také psát dopisy. Na zahradě školy si vězni dokonce mohli upravit malou zahradu, kde někdy na čerstvém vzduchu pili čaj. Jelizaveta se v té době především modlila, malovala a vyšívala.
K zvratu došlo poté, co v noci z 12. na 13. června 1918 došlo k Čekou zinscenovanému útěku velkovévody Michaila Alexandroviče, následníka trůnu, při kterém byl dotyčný zastřelen. Místní orgány využily tuto připravenou provokaci k tomu, že vězňům od 21. června podstatně zpřísnily režim. Na základě rozkazu z Moskvy byl vězňům zkonfiskován všechen majetek – boty, spodní prádlo, šaty polštáře, zlaté předměty a peníze; zbyly jim jen šaty, které měli na sobě, boty a dvoje povlečení. Následoval zákaz vycházek do města, psaní dopisů a omezení potravinových přídělů.
V noci na 18. července, den po zavraždění carské rodiny v Jekatěrinburgu bolševiky, byli vězni „jako“ uneseni bělogvardějci, ale ve skutečnosti je čekisté odvedli neznámo kam. Když koncem září 1918 místo obsadili skuteční bělogvardějci, Apalajevská armáda admirála Kolčaka, bylo 7. února 1919 zahájeno vyšetřování a pátrání po vězních.
Vyšlo najevo, že všech osm vězňů, včetně Jelizavety a její družky, jeptišky Varvary, odvezli místní dělníci zřejmě přímo na rozkaz z Moskvy k opuštěným dolům na železnou rudu a po úderu tupým koncem sekery do hlavy vhozeni do těžební jámy. Ne všichni dopadli až na dno, někteří se zachytili na trámech výdřevy. Pak za nimi dělníci hodili granáty, naházeli do jámy trámy a vše zasypali zeminou. Některé oběti tohoto teroru zemřely ihned, jiní zůstali naživu i po pádu a výbuchu granátů a zdlouhavě umírali na následky poranění, žízní a hladem. Rolníci z okolí vyprávěli, že několik dní se potom z jámy ještě ozýval zpěv modliteb, ale nikdo zřejmě neměl dost odvahy na to, aby nešťastníky zachránil.
Komplikovaný byl i osud ostatků těchto obětí revoluce. Nejprve byly pohřbeny na městském hřbitově, ale když se k městu blížila Rudá armáda, putovaly dál na východ, nakonec až do Pekingu, kde je v dubnu 1920 našel arcibiskup ruské teologické mise Innocent. Odtud byly rakve velkokněžny Jelizavety a sestry Varvary převezeny do Šanghaje, poté lodí do Port Saidu a konečně do Jeruzaléma, kde byly pohřbeny v lednu 1921. Tak se splnilo přání velkokněžny Jelizavety spočinout po smrti ve Svaté zemi. Těla ostatních zavražděných byla pohřbena v Číně na dnes již neznámém místě.
V roce 1992 byly Jelizaveta (jako Alžběta ruská) a sestra Varvara zařazeny Ruskou pravoslavnou církví mezi svaté novomučedníky a v letech 2004 – 2005 byly jejich ostatky vystaveny v Rusku, ve Společenství nezávislých států a v Baltských státech, kde se jim celkem poklonilo více než 7 milionů lidí. Podle patriarchy Alexeje II. tehdy byly „dlouhé řady věřících k ostatkům nových svatých mučedníků, Jelizavety a sestry Varvary, symbolem ruského pokání za hříchy z těžkých dob, návratem země na původní historickou cestu.“ Potom byly ostatky obou světic vráceny zpět do Jeruzaléma.
Poslední slovo v této věci měla generální prokuratura Ruska, která 8. června 2009 velkokněžnu Jelizavetu posmrtně rehabilitovala.
