Родилась 20 октября 1864 года в протестантской семье великого герцога Гессен-Дармштадтского Людвига IV и принцессы Алисы, дочери английской королевы Виктории. Элла была вторым ребенком в семье. В 1884 году она вышла замуж за великого князя Сергея, брата императора российского Александра Третьего.
13 апреля 1891 года, в Лазареву субботу, над Елисаветой был совершен чин принятия в православную церковь. В том же году великий князь Сергей был назначен генерал-губернатором Москвы.
Посещая храмы, больницы, детские приюты, дома для престарелых и тюрьмы, княгиня видела много страданий. И везде она старалась сделать что-либо для их облегчения. После начала в 1904 году русско-японской войны Елисавета много помогала фронту, русским воинам.
4 февраля 1905 года от взрыва бомбы революционера-террориста погиб великий князь Сергей. Бросившаяся к месту взрыва Елисавета увидела картину, по своему ужасу превосходившую человеческое воображение. Молча, без крика и слез, стоя на коленях в снегу, она начала собирать и класть на носилки части тела горячо любимого и живого еще несколько минут назад мужа.
На следующий день она причастилась Святых Тайн в храме Чудова монастыря, где стоял гроб супруга. На третий день после гибели мужа Елисавета поехала в тюрьму к убийце. Она не испытывала к нему ненависти. Великая княгиня хотела, чтобы он раскаялся в своем ужасном преступлении и молил Господа о прощении. Она даже подала государю прошение о помиловании убийцы.
Елисавета решила посвятить свою жизнь Господу через служение людям и создать в Москве обитель труда, милосердия и молитвы. Она купила на улице Большая Ордынка участок земли с четырьмя домами и обширным садом. В обители, которая была названа Марфо-Мариинской в честь святых сестер Марфы и Марии, были созданы два храма — Марфо-Мариинский и Покровский, больница, считавшаяся впоследствии лучшей в Москве, и аптека, в которой лекарства отпускались бедным бесплатно, детский приют и школа. Вне стен обители был устроен дом-больница для женщин, больных туберкулезом.
10 февраля 1909 года обитель начала свою деятельность. 9 апреля 1910 года за всенощным бдением епископ Дмитровский Трифон (Туркестанов) (+1934) по чину, разработанному Святейшим синодом, посвятил насельниц в звание крестовых сестер любви и милосердия. Сестры дали обет, по примеру инокинь, проводить девственную жизнь в труде и молитве. На следующий день за Божественной литургией святитель Владимир, митрополит Московский и Коломенский, возложил на сестер восьмиконечные кипарисовые кресты, а Елисавету возвел в сан настоятельницы обители. Княгиня сказала в тот день: «Я оставляю блестящий мир, но вместе со всеми вами я восхожу в более великий мир — в мир бедных и страдающих».
В Марфо-Мариинской обители княгиня Елисавета Феодоровна вела подвижническую жизнь: спала на деревянной кровати без матраса, часто не более трех часов; пищу употребляла весьма умеренно и строго соблюдала посты; в полночь вставала на молитву, а потом обходила все палаты больницы, нередко до рассвета оставаясь у постели тяжелобольного. Она говорила сестрам обители: «Не страшно ли, что мы из ложной гуманности стараемся усыплять таких страдальцев надеждой на их мнимое выздоровление. Мы оказали бы им лучшую услугу, если бы заранее приготовили их к христианскому переходу в вечность». Без благословения духовника обители протоиерея Митрофана Сребрянского и без советов старцев Оптиной пустыни, других монастырей она ничего не предпринимала. За полное послушание старцу она получила от Бога внутреннее утешение и стяжала мир в своей душе.
С начала первой мировой войны княгиня организовала помощь фронту. Под ее руководством формировались санитарные поезда, устраивались склады лекарств и снаряжения, отправлялись на фронт походные церкви. Отречение Императора Николая II от престола явилось большим ударом для Елисаветы Феодоровны. Душа ее была потрясена, она не могла говорить без слез. Елисавета Феодоровна видела, в какую пропасть летела Россия, и горько плакала о русском народе, о дорогой ей царской семье.
В ее письмах того времени есть следующие слова: "Я испытывала такую глубокую жалость к России и ее детям, которые в настоящее время не знают, что творят. Разве это не больной ребенок, которого мы любим во сто раз больше во время его болезни, чем когда он весел и здоров? Хотелось бы понести его страдания, помочь ему. Святая Россия не может погибнуть. Но Великой России, увы, больше нет. Мы... должны устремить свои мысли к Небесному Царствию... и сказать с покорностью: "Да будет воля Твоя«.а
Елисавету арестовали на третий день святой Пасхи 1918 года, в Светлый вторник. В тот день святитель Тихон служил молебен в обители. С ней разрешили поехать сестрам обители Варваре (Яковлевой) и Екатерине Янышевой. Их привезли в сибирский город Алапаевск 20 мая 1918 года. Сюда же были доставлены великий князь Сергей и его секретарь Феодор Ремез, великие князья Иоанн, Константин и Игорь и князь Владимир Палей. Спутниц Елисаветы отправили в Екатеринбург и там отпустили на свободу. Но сестра Варвара добилась, чтобы ее оставили при великой княгине.
18 июля 1918 года узников ночью повезли в направлении деревни Синячихи. За городом, на заброшенном руднике, и совершилось кровавое преступление. С площадной руганью, избивая мучеников прикладами винтовок, палачи стали бросать их в шахту. Первой столкнули княгиню Елисавету. Она крестилась и громко молилась: «Господи, прости им, не знают, что делают!»
Елисавета и князь Иоанн упали не на дно шахты, а на выступ, находящийся на глубине 15 метров. Сильно израненная, она оторвала от своего апостольника часть ткани и сделала перевязку князю Иоанну, чтобы облегчить его страдания. Крестьянин, случайно оказавшийся неподалеку от шахты, слышал, как в глубине шахты звучала Херувимская песнь — это пели мученики.
Несколько месяцев спустя армия адмирала Александра Колчака заняла Екатеринбург, тела мучеников были извлечены из шахты. У преподобномучениц Елисаветы и Варвары и у великого князя Иоанна пальцы были сложены для крестного знамения. При отступлении Белой армии гробы с мощами преподобномучениц в 1920 году были доставлены в Иерусалим.
