Fue gracias a su abuelo materno, actor de profesión, que Elsa Pataky tuvo muy clara desde pequeña su vocación de actriz. Nacida en Madrid en 1976 e hija de español y rumana, Elsa Pataky comenzó su actividad profesional en los escenarios de la mano de Ángel Gutiérrez, participando en El Maestro de Danzar, de Lope de Vega, y en unos fragmentos de Romeo y Julieta, de Shakespeare.

Debutó en televisión con la serie de Ignacio Mercero La Vida en el Aire, pero se dio a conocer con la popular serie de televisión para adolescentes Al Salir de Clase, serie que ha servido de trampolín para numerosos jóvenes intérpretes que cuentan actualmente con el reconocimiento de público y crítica. También en televisión ha trabajado en las series Tío Willy, The Queen of Swords, producción hispano-canadiense, y en Noé y Compañía.

En la gran pantalla, Elsa Pataky debutó con Tatawoo, de Jo Sol, a la que le han seguido El Arte de Morir, de Álvaro Fernández Armero; Menos es Más, de Pascal Jongen; Lo Bueno por Conocer, de José Semprún y David Blanco; Noche de Reyes, de Miguel Bardem, y Atraco a las 3... y Media, de Raúl Marchand.

Aparece en la producción del sello Fantastic Factory, Beyond Re-Animator, dirigida por Brian Yuzna.

Participó en el videoclip Tu Piel, tema del primer álbum del cantante de Operación Triunfo Manu Tenorio.

Empieza a destacar en el cine internacional tras rodar una decena de películas en su país natal y la taquillera producción francesa Iznogoud (2004). Hizo la Ninette, de José Luis Garcí, y comparte reparto con Samuel L. Jackson en Serpientes en el avión.