Élodie se narodila 5. dubna 1973 ve francouzském departmentu Seine-Saint-Denis ve městě Montreuil-sous-Bois. Vystudovala divadelní vědu na pařížské univerzitě a dráhu profesionální herečky začala filmem Serge Gainsbourga Stan the Flasher. V roce 1994 si zahrála ve filmu Les Roseaux Sauvages, který byl nominován na cenu akademie. Élodie za roli Maité získala svého prvního Césara.

Po několika menších rolích v nezávislých francouzských a mezinárodních filmech se znovu objevila ve slavném dramatu Ericka Zoncy Vysněný život andělů. V tomto filmu ztvárnila roli zdánlivě naivní tulačky Isy, za kterou obdržela Zlatou palmu na festivalu v Cannes za nejlepší ženský herecký výkon, dále také získala ocenění evropská herečka roku. O rok později byly Élodii uděleny ceny Lumiére za nejlepší herečku roku a také francouzský César za nejlepší ženský herecký výkon.

Spolupracovala se slavnými režiséry jako je Patrice Leconte, Cedric Klapisch, Yolande Zauberman, Ismail Merchant, Michel Deville nebo Olivier Dahan. Zahrála si také postavu manio-depresivní Lucie ve filmu Abdela Kechiche Voltairova chyba. V posledních letech se objevila například v páté sezóně amerického seriálu Alias, kde si zahrála jednu z hlavních rolí Renée Rienne. V seriálu The L World se objevila ve dvou epizodách. Dohromady ztvárnila přes padesát menších i větších rolí.

V současnosti žije se svým přítelem Thomasem Bangalterem (z dua Daft Punk) v Kalifornii. Mají dva syny - Tara-Jay a Roxan. Skladatel David Mead o Élodii napsal píseň s názvem ‚Élodie‘.