El mismo año de su nacimiento su familia se trasladó a Dallas, Texas, donde se graduó en la Booker T. Washington High School for the Performing and Visual Arts, una escuela pública. Es la mayor de tres hermanas. Su hermana Kristie (1978) es 8 años menor; y su hermana Kate (1982) 12 años más joven. Elizabeth interpretó su primer papel con tan solo 7 años en el teatro de Dallas. Estudió en el Stephens College obteniendo el Bachelor of Fine Arts (BFA). Tuvo un noviazgo con el actor David Lee Smith. Se casó con Chris Soldevilla el 13 de junio de 2004. Ambos fueron padres de un niño el 4 de septiembre de 2005; el pequeño se llamó Christopher. Viven en Bainbridge Island, en el estado de Washington. El papel más notorio de su carrera es el de la doctora Juliet Burke en la serie norteamericana Lost (Perdidos), la mente inquieta de "los otros" que trata de vivir con los supervivientes del vuelo 815 de la compañía Oceanic Airlines, y salir de la isla para volver a ver a su hermana, cueste lo que cueste. Así mismo en 2009, fue escogida para protagonizar el remake de la popular serie de los 80 "V". Estuvo nominada al Saturn Award de Mejor Actriz Secundaria en televisión por su interpretación de Juliet en Perdidos durante tres años seguidos (2006 - 2008). Finalmente lo ganó en 2007 y 2008.