伊莉莎白·奥尔森，1989年出生于洛杉矶郊外的谢尔曼奥克斯，母亲是前芭蕾演员，父亲是房地产开发商。她有一位哥哥，一对双胞胎姐姐，即着名的奥尔森姐妹。在她很小的时候，父母就离婚了，但她和他们都很亲近。

从北好莱坞的高中毕业后，她进入纽约大学帝势艺术学院学习表演，业余时间也会去百老汇演出来磨练演技，后来又通过尤金·奥尼尔戏剧中心的项目去莫斯科进修了一个学期。直到成为高年级生，才慢慢开始参加电影试镜。

伊莉莎白·奥尔森从小便对戏剧产生浓厚兴趣。1993年，4岁的伊莉莎白·奥尔森便出演了人生中的第一部戏剧。随后在姐姐们奥尔森姐妹的电视节目中伊莉莎白·奥尔森也有机会频频出镜。

2011年的《和平、爱与误解》是伊莉莎白·奥尔森出演的第一部电影。同年，她出演的《双面玛莎》入围圣丹斯电影节、坎城电影节“一种关注”单元，她在影片中扮演一位误入邪教的女孩，被教主洗脑，最后好不容易逃脱邪教控制得以脱身。她不凡的亮相即刻引起了整个独立电影圈的关注，当年几乎提名了所有独立电影节的新人奖。

2012年2月，参演的悬疑片《红灯》上映，9月，主演的爱情喜剧《文科恋曲》上映。

2013年9月，她出席了主演影片《红杏出墙》的多伦多电影节首映礼。10月，美版《老男孩》在美国上映，伊莉莎白·奥尔森在影片中担任女主角。同月，她参演的影片《杀死汝爱》上映。11月，伊莉莎白·奥尔森正式加盟《复仇者联盟：奥创时代》，出演“红女巫”。

2014年2月，伊莉莎白·奥尔森开始参与《复仇者联盟：奥创时代》的拍摄。5月16日，加里斯·爱德华斯执导的《哥斯拉》在美国上映，她在影片中饰演福特的女友艾拉。7月25日，出演影片《好女孩》在美国上映。9月12日，出演“汉克·威廉士”的传记片《我看见了光》，携手“抖森”饰演银幕夫妻，将于下个月在路易斯安那州开拍。

2015年4月12日，参演《复仇者联盟2》在洛杉矶举行了盛大的全球首映礼影片，于5月1日全球上映。23日，确认加盟《美国队长3》。

2016年1月18日，与杰瑞米·雷纳联手拍犯罪电影《猎凶风河谷》，电影于3月开机。3月25日，出演的音乐传记电影《我看见了光》在美国上映，在影片中扮演传奇歌手汉克·威廉士的前妻Audrey。5月，她加盟的电影《美国队长3：内战》上映，继续出演“红女巫”。

2018年4月27日，参演的电影《复仇者联盟3：无限战争》在北美上映。9月18日，主演电视剧《节哀顺变》登入Facebook Watch，奥尔森片中饰演一位年轻寡妇，该剧共10集，每集30分钟；12月，主演的《节哀顺变》续订第2季。

2019年4月24日，参演的电影《复仇者联盟4：终局之战》在中国上映。25日，主演漫威剧《幻视与猩红女巫》，并于秋季开拍

伊莉莎白·奥尔森第一次惹人注意是在2011年，当时被传她将出演《欲望都市》前传电影中的年轻版Carrie，虽然事后证明为虚传一场，但作为奥尔森姐妹的小妹，伊莉莎白·奥尔森开始为更多人熟知。伊莉莎白·奥尔森有着一半稚嫩一般成熟的容颜，除了身高，伊莉莎白·奥尔森和双胞胎姐姐之一玛丽·凯特·奥尔森长得更像。除了表演事业，伊莉莎白·奥尔森在时尚领域也大有优势。双胞胎姐姐的衣橱以及穿衣搭配技巧令伊莉莎白从小耳濡目染，而她又拥有比姐姐们修长的双腿，更年轻的脸庞，以及明媚甜美的笑容。受姐姐们的影响，伊莉莎白·奥尔森也偏好复古风格。（每日商报、国际线上评）