Элисон Элизабет «Эли» Лартер родилась 28 февраля 1976 года в Черри Хилл, штат Нью-Джерси. Ее мать Маргарет - домохозяйка, отец Дэнфорт Лартер – управляющий грузовыми перевозками. Окончив школу в Черри Хилл, Эли занялась карьерой модели. Еще в 14 лет она попала в модельное агентство «Ford Models» и объездила полмира. В возрасте 17 лет Лартер осталась в Японии и прожила там год, пока в 1995 году не вернулась в США. Вместе со своим парнем она отправилась в Лос-Анджелес, штат Калифорния, где по совету друга стала посещать курсы актерского мастерства.

Лучшая подруга Эли - Эми Смарт, с которой они вместе снимались в фильме «Студенческая команда». Еще не став актрисами, они вместе снимали комнату. Лартер также жила в Майами и в Нью-Йорке весной 2002 года. В январе 2007 она снова вернулась в Лос Анджелес, чтобы начать работу в сериале «Герои» (2006-2008), в котором она снимается и по сей день. Эли помолвлена с актером Хэйесом МакАртуром}.

В ноябре 1996 года Эли появилась на обложке «Esquire» в роли выдуманной модели Аллегры Коулман. Журнал рассказывал о ее несуществующих отношениях с Дэвидом Швиммером, о том, что Тарантино бросил ради нее Мину Сорвино, а Вуди Аллен рассматривает в ее в качестве актрисы для своего нового фильма. Однако, даже после раскрытия обмана некоторые агенства желали представлять несуществующую Коулман.

Кинодебютом Эли стал сериал «Надежда Чикаго» (1994 - 2000), однако первой профессиональной и успешной ролью Лартер можно считать роль Мэдди в одном эпизоде телесериала с Брук Шилдс в главной роли «Непредсказуемая Сьюзан» (1996 - 2000). Вскоре ей стали предлагать роли второго плана в сериалах и фильмах «Просто пристрели меня» (1997 - 2003), «Бухта Доусона» (1998 - 2003), «Студенческая команда» (1999), которая воссоединила Эли с ее давней подругой Эмми Смарт и познакомила со звездой Ван дер Биком. Фильм также стал первым кассовым проектом для Лартер и принес ей успех. В 1999 Эли появилась в развлекательных молодежных комедиях «Бегом от любви» и «Сведи меня с ума». В этом же году Лартер снялась в римейке фильма ужасов «Дом ночных призраков». Фильм был холодно принят критиками, однако кассовые сборы были довольно большими.

В 2000 году Лартер снялась в молодежном триллере «Пункт назначения».

В 2001 она появилась в комедии «Блондинка в законе» в главной роли с Риз Уизерспун, в вестерне «Американские герои» с Колином Фарреллом и в фильме Кевина Смита «Джей и молчаливый Боб наносят ответный удар».

В 2005 году Лартер снялась в независимом проекте «Признайся» и романтической комедии с Амандой Пит и Эштоном Катчером «Больше чем любовь».

В 2007 году вышли фильмы «Обитель зла 3», «Сумасшедший» и «Гомо Эректус» с участием Эли Лартер.

В 2010 году Лартер снова появилась в роли Клер Рэдфилд в фильме Пола Андерсона «Обитель зла 4: Жизнь после смерти».

В 2013 году Эли сыграла главные роли в телефильме «Легенды» с Шоном Бином и в фильме «Больной от любви» с Мэттом ЛеБланом.