Mary Elle Fanning nació el 9 de abril de 1998 en Conyers, Georgia en Estados Unidos, Su madre Heather Joy (Arrington) jugaba tenis profesional, y su padre Steven J. Fanning jugaba al béisbol de ligas menores aunque en ese momento era vendedor de electrónicos. Elle es descendiente de alemanes, irlandeses, ingleses, franceses e isleños del canal. Elle Fanning debutó en la actuación al aparecer como la versión más chica de su hermana Dakota Fanning en series como Taken (2002) y cintas como Yo soy Sam (2001).

Su primera participación ya como actriz independiente fue en la cinta La guarderia de papá (2003), al lado de Eddie Murphy, y en series televisivas como CSI Miami (2002) y La Jueza Amy (1999). Poco a poco Ellie se fue haciendo una carrera en cintas como Una mujer difícil (2004), Babel (2006), Deja Vu (2006) y El Curioso Caso de Benjamin Button (2008) hasta obtener su primer protagónico en Super 8 (2011), de J.J Abrams. Dicho papel le abrió más las puertas y hoy en día podemos verla en producciones tanto independientes (Ginger & Rose, El demonio neón) como en blockbusters (Maléfica). En el 2017 participó en El seductor (2017) y años más tarde protagonizó Un día lluvioso en Nueva York, película de Woody Allen. En el 2021 fue nominada al Globo de Oro en la categoría de Mejor actriz en una serie de comedia o musical por su protagónico en The Great, serie original de Hulu.