Элизабет Митчел родилась 27 марта в 1970 году в Лос Анжелесе, штат Калифорния, в семье поверенных, имеющих свою фирму. Вскоре после ее рождения ее семья переехала в Даллас, штат Техас.

С раннего возраста она знала, что хочет стать актрисой. В семь лет она сыграла Алису в театральной постановке "Алиса в Зазеркалье". В 1988 году Элизабет закончила школу искусств имени Т. Букера и пошла в колледж Стивенсона, где продолжила изучение актерского мастерства и получила степень бакалавра изобразительных искусств. Дополнительно она провела шесть лет в уважаемом центральном театре Далласа (Dallas Theatre Center) и один год в Encore company.

Элизабет много играла в театре,ее театральная карьера включает в себя такие постановки, как "As you like it", "A funny thing happened on the way to the forum", "Measure for measure", "Baby" and "Chicago", а позже перешла на работу на телевидении. Свою первую настоящую роль она получила в 1994 году в сериале "Бесконечная любовь", где она была в постоянном составе и играла девушку по имени Дина-Лии Мейберри. В 1995 году ее героиню убрали из этого сериала, так как Элизабет не понравилась зрителям. Однако актриса не отчаялась и вернулась на время в театр.

Позже ее снова стали приглашать на телевидение и она снялась в эпизодических ролях в нескольких сериалах. В 1998 году вышел первый фильм с ее участием: «Джиа», главную роль в котором исполняет Анжелина Джоли. В центре сюжета находится одна из первых супер-моделей современности Джиа, которая умирает от СПИДа, Элизабет играет роль Линды, любовницы главной героини.

После своего первого фильма актриса приковывает к себе внимание критиков и быстро получает все новые и новые роли. Она сыграла одну из главных ролей в фильме "Радиоволна" (Frequency) (на съемках этого фильма она умудрилась сломать себе нос), вместе с дДеннис Куэйд. также появилась в фильме "Сестричка Бетти "(Nurse Betty), вместе с Рене Зеллвегер и Грэг Киннер. В 2000 году в качестве приглашенной звезды она появляется в одном из эпизодов сериала «Скорая помощь». Продюсерам так понравилась игра Элизабет, что они написали для нее еще 13 эпизодов. Вообще 2000 год был достаточно насыщенный у Элизабет: она снялась в нескольких эпизодах других сериалов, таких как "The Lyon's den", "The beast", "ER" в роли доктара ким легаспи, "CSI: место приступления", "Закон и порядок" и во многих других.

Она играла еще во многих фильмах, но настоящую популярность ей принесла вторая часть «Санты Клауса», где она играла директора школы Кэрол Ньюмен. Компания «Дисней», снимающая фильм, хотела подобрать на эту роль более известную актрису, однако Тим Ален, исполнитель роли Санты Клауса, настоял именно на Элизабет. «Дисней» позже признал, что вместе они смотрятся действительно хорошо.

В том же году у нее было первое свидание со своим будущем мужем Крисом Солдевиллем, учителем актерского мастерства, известному разве что по рекламе сети американских ресторанов «DelTako».

13 июня 2004 года они поженились, а в декабре следующего года Элизабет родила сына Кристофера.

Однако Элизабет не оставила актерскую карьеру и продолжила сниматься как в сериалах, так и в кино.

2006 год был особенно удачным для нее, потому что тогда она снялась в третьем фильме про Санта Клауса и получила роль в одном из самых популярных сериалов: в Lost’е. Роль загадочного доктора Джульет Бёрк принесла ей всемирную известность.