Вторая дочь великого герцога Гессен-Дармштадтского Людвига IV и принцессы Алисы, внучка английской королевы Виктории. Её младшая сестра Алиса позднее, в ноябре 1894 года, стала русской императрицей Александрой Фёдоровной, выйдя замуж за русского императора Николая II.
С детских лет была религиозно настроена, участвовала в делах благотворительности вместе со своей матерью, великой герцогиней Алисой, умершей в 1878. Большую роль в духовной жизни семьи играл образ святой Елизаветы Тюрингской, в честь которой была названа Элла: эта святая, родоначальница герцогов Гессенских, прославилась делами милосердия.
Основательница Марфо-Мариинской обители
При создании обители был использован как русский православный, так и европейский опыт. Сёстры, жившие в обители, приносили обеты целомудрия, нестяжания и послушания, однако, в отличие от монахинь, по истечении определенного срока могли уйти из обители, создать семью и быть свободными от данных прежде обетов. Сестры получали в обители серьёзную психологическую, методологическую, духовную и медицинскую подготовку. Им читали лекции лучшие врачи Москвы, беседы с ними проводили духовник обители о. Митрофан Сребрянский (позднее архимандрит Сергий; канонизирован Русской православной церковью) и второй священник обители о. Евгений Синадский.
Елизавета Фёдоровна в одежде сестры Марфо-Мариинской обителиПо плану Елизаветы Фёдоровны, обитель должна была оказывать комплексную, духовно-просветительскую и медицинскую помощь нуждающимся, которым часто не просто давали еду и одежду, но помогали в трудоустройстве, устраивали в больницы. Нередко сестры уговаривали семьи, которые не могли дать детям нормальное воспитание (например, профессиональные нищие, пьяницы и т. д.) , отдать детей в приют, где им давали образование, хороший уход и профессию.
В обители были созданы больница, отличная амбулатория, аптека, где часть лекарств выдавалась бесплатно, приют, бесплатная столовая и еще множество учреждений. В Покровском храме обители проходили просветительские лекции и беседы, заседания Палестинского общества, Географического общества, духовные чтения и другие мероприятия.
а затем, через два месяца, отправили в город Алапаевск. Не теряла присутствие духа, в письмах наставляла оставшихся сестер, завещая им хранить любовь к Богу и ближним. Вместе с ней находилась сестра из Марфо-Мариинской обители Варвара Яковлева. В Алапаевске Елизавета Федоровна находилась в заточении в здании Напольной школы. До сих пор возле этой школы растет яблоня, по преданию, посаженная Великой княгиней .
В 1992 Архиерейским собором Русской православной церкви великая княгиня Елизавета и сестра Варвара причислены к лику святых новомучеников Российских (ранее, в 1981, они были канонизированы Русской православной церковью за границей).