伊丽莎白·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。
1993年，4岁的伊丽莎白·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丽莎白·奥尔森也有机会频频出镜。
2011年的《和平、爱与误解》是伊丽莎白·奥尔森出演的第一部电影。同年10月21日，她出演的《双面玛莎》公映，片中她扮演一位误入邪教的女孩，被教主洗脑，最后逃脱邪教控制得以脱身。伊丽莎白凭借在《双面玛莎》中表演获得第38届土星奖、第27届独立精神奖、评论家选择电影奖等奖项的最佳女主角提名和多个独立电影节的新人奖提名。
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，伊丽莎白·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，伊丽莎白·奥尔森正式加盟《复仇者联盟：奥创时代》，出演“绯红女巫”。
2014年2月，伊丽莎白·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·威廉姆斯”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。4月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，在影片中扮演歌手汉克·威廉姆斯的前妻Audrey。5月，她加盟的电影《美国队长3：内战》上映，继续出演“绯红女巫”。
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》登陆FacebookWatch播出，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》被续订第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。7月，确定主演的漫威剧集《旺达·幻视》在迪士尼流媒体上线时间为2021年春季，再次出演“绯红女巫”一角，该剧故事背景设定在1950年代，同时确定在该剧后出演《奇异博士2》。
英国电影和电视艺术学院奖
土星奖
评论家选择电影奖
独立精神奖
华盛顿影评人协会奖
中央俄亥俄州影评人协会
芝加哥影评人协会奖
Chlotrudis奖
电锯奖
佛罗里达影评人协会奖
比利时根特国际电影节
哥谭奖
国际摄影师工会奖
洛杉矶影评人协会奖
线上影评人协会
凤凰城影评人协会奖
圣地亚哥影评人协会奖
金卫星奖
多伦多影评人协会奖
温哥华影评人协会奖
伊丽莎白·奥尔森并没有像两个童星出身、身家过亿的姐姐一样引人瞩目，从演艺生涯一开始，她就谨慎地选择小众独立电影作为出发点，《双面玛莎》让她成为冉冉升起的新星，之后她便有条不紊地稳步拓展着自己的演艺事业。伊丽莎白·奥尔森的容貌一半稚嫩一半成熟，继承了奥尔森爸爸挪威血统的高颧骨和薄嘴唇，混杂着奥尔森姐妹天生的冷感，但比起永远瞪着眼睛、以凌厉眼神面对镜头的姐姐们，她又有着爽朗的笑容和温柔的眉眼。
