Родилась 12 сентября 1953 г. в г. Алмалыке Ташкентской области Узбекской ССР (ныне Республика Узбекистан).
Девичья фамилия – Лекомцева.
В 1976 г. окончила Московский энергетический институт (ныне Национальный исследовательский университет "МЭИ") по специальности "инженер электронной техники".
С 1976 по 1986 г. работала мастером, затем инженером-технологом по ремонту электронной аппаратуры Центрального ремонтно-механического завода производственного объединения (ПО) "Мосэнерго".
В апреле 1985 г. вступила в КПСС (вышла из партии в июле 1990 г.).
В 1986-1989 гг. - председатель профсоюзного комитета Центрального ремонтно-механического завода ПО "Мосэнерго".
В 1989-1991 гг. - народный депутат СССР. Весной 1989 г. была избрана по квоте профессиональных союзов. Член мандатной комиссии I Съезда народных депутатов СССР. С июня по октябрь 1989 г. входила в Межрегиональную депутатскую группу. На I Съезде народных депутатов СССР в 1989 г. избрана депутатом Верховного Совета (ВС) СССР, работала в комитете ВС СССР по вопросам экологии и рационального использования природных ресурсов, в 1990–1991 гг. – секретарь комиссии по вопросам привилегий и льгот ВС СССР. Также была членом временного комитета ВС СССР по борьбе с преступностью.
С 15 ноября 1991 г. по 2 марта 1994 г. Элла Памфилова занимала пост министра социальной защиты населения РСФСР/РФ.С декабря 1991 г. по декабрь 1992 г. была первым заместителем председателя Комиссии по вопросам международной гуманитарной и технической помощи при правительстве РФ.
В 1993-1995 гг. - депутат Государственной думы РФ I созыва. 12 декабря 1993 г. была избрана от блока "Выбор России" по Калужскому одномандатному округу №87, набрав 29,78% голосов. Также баллотировалась по списку блока "Выбор России" под №3 (список возглавлял первый вице-премьер правительства Егор Гайдар). В Госдуме с января по ноябрь 1994 г. была членом фракции "Выбор России". Покинула ее ряды в связи с решением фракции поддержать правительство Виктора Черномырдина (Памфилова была единственным членом "Выбора России" голосовавшим за вотум недоверия кабинету 27 октября 1994 г.). С января 1994 г. входила в состав думского комитета по труду и социальной поддержке.
С мая 1994 г. по июль 1995 г. занимала пост председателя Совета по социальной политике при президенте РФ.
В 1995-1999 гг. - депутат Госдумы РФ II созыва. 17 декабря 1995 г. была избрана по Калужскому одномандатному округу №86. Набрала 22,28%, второе место в округе занял Вячеслав Бойко от КПРФ (21,73%). Также Элла Памфилова возглавляла список избирательного блока "Памфилова - Гуров - Владимир Лысенко (Республиканская партия Российской Федерации)", который не преодолел пятипроцентный барьер (1,6%) и в Думу не прошел. В Госдуме была членом депутатской группы "Регионы России". В январе - марте 1996 г. занимала пост заместителя председателя думского комитета по делам женщин, семьи и молодежи. С марта 1996 г. по декабрь 1999 г. - член комитета по безопасности.
В июле 1996 г. зарегистрировала и возглавила общественно-политическое движение "За здоровую Россию". В октябре 1998 г. на его базе было создано общероссийское общественное политическое движение "За гражданское достоинство", председателем которого была избрана Элла Памфилова. В марте 2001 г. движение было перерегистрировано под названием "Гражданское достоинство". Элла Памфилова возглавляла его вплоть до 29 марта 2014 г.
С 1995 по 2000 г. – член Совета по делам инвалидов и Комиссии по поиску пленных, заложников и интернированных граждан при президенте РФ.
На выборах в Госдуму III созыва 19 декабря 1999 г. возглавляла общефедеральный список движения "За гражданское достоинство" (вместе с авиаконструктором Александром Дондуковым и бывшим командующим внутренними войсками Анатолием Шкирко). Движение не преодолело пятипроцентный барьер, набрав 0,6% голосов избирателей, и не прошло в нижнюю палату парламента.
В феврале 2000 г. Элла Памфилова была зарегистрирована Центризбиркомом в качестве кандидата на пост президента России. Стала первой женщиной в российской истории, баллотировавшейся на высшую государственную должность. Была выдвинута конференцией движения "За гражданское достоинство". 26 марта 2000 г. на досрочных президентских выборах получила 1,01% голосов избирателей, заняв 7-е место из 11. Главой государства был избран и. о. президента Владимир Путин (52,94%).
12 июля 2002 г. указом главы государства Владимира Путина была назначена председателем Комиссии по правам человека при президенте РФ (сменила на этом посту Владимира Карташкина). 6 ноября 2004 г. комиссия была преобразована в Совет при президенте РФ по содействию развитию институтов гражданского общества и правам человека. Элла Памфилова была назначена его председателем. Возглавляла его до 31 июля 2010 г.
В 2010-2014 гг. занимала должность старшего научного сотрудника Центра исследований гражданского общества и некоммерческого сектора Научно-исследовательского университета "Высшая школа экономики".
18 марта 2014 г. постановлением Государственной думы VI созыва назначена уполномоченным по правам человека в РФ. Сменила на этом посту Владимира Лукина. Сложила полномочия досрочно в марте 2016 г. (соответствующее постановление Госдумы было принято 25 марта, вступило в силу 28 марта).
3 марта 2016 г. указом президента РФ Владимира Путина Элла Памфилова была назначена членом седьмого состава Центральной избирательной комиссии РФ.
С 28 марта 2016 г. - председатель Центральной избирательной комиссии РФ. На первом заседании ЦИК РФ VII состава была избрана руководителем комиссии (за - 14 голосов из 15). Сменила на этом посту Владимира Чурова, возглавлявшего Центризбирком с 2007 г. 29 марта 2021 г. на первом заседании VIII состава вновь переизбрана председателем ЦИК (за нее проголосовали 14 из 15 членов комиссии).
Член Совета по внешней и оборонной политике (с 2013 г.), Консультативного совета руководителей избирательных органов стран СНГ (с 2022 г.).
Сумма декларированного дохода за 2016 г. составила 30 млн 658 руб.
Сумма декларированного дохода за 2017 г. составила 15 млн 534 тыс. руб. (включает, согласно декларации, доход от продажи квартиры).
Сумма декларированного дохода за 2018 г. составила 6 млн 214 тыс. руб.
Сумма декларированного дохода за 2019 г. составила 5 млн 633 тыс. руб.
Сумма декларированного дохода за 2020 г. составила 7 млн 146 тыс. руб.
Награждена орденами "За заслуги перед Отечеством" III и IV степеней (2018, 2003), Почета (2010), Дружбы (2014), медалью ордена "За заслуги перед Отечеством" I степени (2006). Отмечена Почетной грамотой (2008) и двумя благодарностями (2008) президента РФ.
Также имеет французский орден Почетного легиона (2006), орден "Достык" ("Дружба") II степени (Казахстан, 2020).
За личный вклад в развитие межобщественных взаимоотношений Германии и России в 2011 г. удостоена премии имени доктора Фридриха Йозефа Хааса (вручается неправительственной организацией "Германо-российский форум").
Автор книги "Дадим друг другу шанс: статьи, выступления, интервью" (1999).