Elena Cotta entra giovanissima all'Accademia Nazionale d'Arte Drammatica Silvio D'Amico di Roma, vincendo una borsa di studio. I suoi insegnanti sono Wanda Capodaglio, Sergio Tofano, Orazio Costa, Rossana Masi, Vittorio Gassman, Silvio d'Amico; vi resta solo un anno, per cominciare a calcare subito le scene con la "Compagnia dei Giovani" con Giorgio De Lullo e Rossella Falk.
È tra le prime attrici a fare parte dei grandi sceneggiati televisivi, quando venivano trasmessi in diretta televisiva: è Tessa la ninfa fedele che portò il suo volto in tutte le case degli italiani, nel 1955, quando la tv era appena nata. Giulietta in Giulietta e Romeo, e in altri grandi successi della storia della televisione.
Ma la sua vera vocazione è da sempre il teatro. Decine e decine di spettacoli teatrali nei quali recita quasi sempre accanto a suo marito Carlo Alighiero, con cui condivide vita e compagnia teatrale. La loro sarà la prima compagnia a portare uno spettacolo in tournée in Cina: "Arlecchino servitore di due padroni" di Goldoni, che avrà un tale successo da essere rappresentato anche in tournée in Russia, fino in Siberia. Tra le curiosità, è la prima donna a impersonare il personaggio di Amleto. Recita anche per la pubblicità: per anni dà il volto alla fortunata nonnina del detersivo Ace per cui ha avuto un rapporto esclusivo.
È stata coprotagonista in Looking for Alibrandien: Looking for Alibrandi, grande successo cinematografico australiano, nella parte della mamma di Greta Scacchi. Attrice minuta e delicata, dotata di una naturale signorilità e classe da dispensare nelle sue interpretazioni, ha attraversato mezzo secolo di teatro (e non solo), dalla fine degli anni Cinquanta ad oggi. Nel 2011 compare in Sotto il vestito niente - L'ultima sfilata di Carlo Vanzina, mentre due anni dopo si aggiudica la Coppa Volpi alla Mostra di Venezia per la sua interpretazione in Via Castellana Bandiera di Emma Dante.