Elle Fanning, 9 Nisan 1998'de Conyers, Georgia'da doğdu. Annesi Heather Joy (Arrington) ve babası Steven J. Fanning, St. Louis Cardinals'a bağlı küçük lig beyzbol takımlarında oynadı. Anne tarafından dedesi Amerikan futbolcusu Rick Arrington ve teyzesi ESPN muhabiri Jill Arrington'dır. Dakota Fanning'in küçük kız kardeşidir ve her iki kız kardeş de aile geleneği olarak ikinci isimlerini kullanır. Fanning, Güney Baptist kilisesinde yetiştirildi ve 2016 yılında Campbell Hall Okulu'ndan mezun oldu. Elle Fanning, oyunculuk kariyerine üç yaşına basmadan önce ablası Dakota Fanning'in “I Am Sam” filminde canlandırdığı Lucy Diamond Dawson karakterinin 2 yaşındaki halini canlandırarak başladı. İlk bağımsız rolünü ise 2002'de komedi filmi Daddy Day Care'de kazandı. 2006 yılında Babel, The Curious Case of Benjamin Button ve Phoebe in Wonderland gibi filmlerde önemli roller aldı.

2010'da Sofia Coppola'nın Somewhere filminde başrol oynayarak dikkatleri üzerine çekti. 2011'de J.J. Abrams'ın Super 8 adlı bilim kurgu filminde de başrol oynayarak daha geniş bir kitleye ulaştı. 2014 yılında Elle Fanning, Angelina Jolie ile birlikte Walt Disney filmi Maleficent'te Prenses Aurora rolünü oynayarak daha geniş çapta uluslararası tanınırlık kazandı. Aynı yıl, bağımsız bilim kurgu Western filmi Young Ones ve caz piyanisti Joe Albany'nin hayatını konu alan biyografik film Low Down'da rol aldı. 2016'da Nicolas Winding Refn'in psikolojik gerilim filmi The Neon Demon'da ve Mike Mills'in 20th Century Women adlı filminde yer aldı. 2017'de ise Sofia Coppola'nın The Beguiled filminde ve Haifaa al-Mansour'un yönettiği Mary Shelley filminde başrol oynadı.

Fanning yakın geçmişte  "I Think We're Alone Now" (2018) filminde Grace karakterini ve "Galveston" (2018) filminde Rocky karakterini canlandırdı ve "Teen Spirit" filminde Violet rolüyle müzikal bir performans sergiledi. 2019'da Woody Allen'ın "A Rainy Day in New York" filminde Ashleigh Enright karakterini ve "Maleficent: Mistress of Evil" filminde Prenses Aurora karakterini tekrar canlandırdı. 2020'de "The Roads Not Taken" filminde Molly karakterini ve "All the Bright Places" filminde Violet Markey karakterini canlandırırken aynı zamanda yapımcı olarak da görev aldı. Yine 2020 yılından itibaren Elle Fanning, Hulu'nun tarihi komedi dizisi The Great'te ünlü Rusya kraliçesi II. Catherine rolünü canlandırarak eleştirmenlerden övgü aldı ve Altın Küre ve Primetime Emmy adaylıkları kazandı. 2022'de Hulu'nun mini dizisi The Girl from Plainville'de Michelle Carter'ı canlandırdı. 2023'te Broadway'deki ilk çıkışını ise Branden Jacobs-Jenkins'in Appropriate adlı oyunuyla yaptı. Son dönemlerde ise "A Complete Unknown" (2024) filminde Sylvie Russo rolüyle izleyicilerin karşısına çıkan güzel oyuncu "Predator: Badlands" filminin de kadrosuna dahil oldu.