Η Ελισάβετ Καρλόττα γεννήθηκε στοΚάστρο τουΣαιν-Κλου λίγο έξω από τοΠαρίσι. Ο πατέρας της ήταν οΦίλιππος, Δούκας της Ορλεάνης, μοναδικός αδερφός τουΛουδοβίκου ΙΔ΄ της Γαλλίας, καιη μητέρα της η δεύτερη συζύγός του, Ελισάβετ Καρλόττα του Παλατινάτου. Ως μικρή πριγκίπισσα της Γαλλίας, έλαβε τον τίτλο της «Βασιλικής Υψηλότητας» και της επιτράπηκε η ελεύθερη παρουσία μπροστά στον βασιλιά[8]. Μετά τη γέννησή της τής δόθηκε ο τίτλος «Δεσποινίδας της Σαρτρ». Μετά τον γάμο των ετεροθαλών αδερφών της, Μαρίας ΛουίζαςκαιΆννας Μαρίας, ήταν γνωστή ως Βασιλική Κυρία, που ήταν ο τίτλος της μεγαλύτερης ανύπανδρης πριγκίπισσας της Γαλλίας.
Ως παιδί, η Ελισάβετ Καρλόττα περιεγράφηκε ως «φριχτά άγρια» και «άγρια σαν αγόρι» από τη μητέρα της[9]. Προς δυσαρέσκεια του πατέρα της, είχε τις ειλικρινείς απόψεις της μητέρας της.
Η μητέρα της ήθελε νατην παντρέψει μετο ίδιο κύρος που παντρεύτηκαν οι αδερφές της. Όταν η σύζυγος του ξαδέρφου της, Μαρία Άννα Βικτωρία της Βαυαρίας, πρότεινε τον μικρότερο αδερφό της Ιωσήφ Κλήμη, η Ελισάβετ Καρλόττα απάντησε: «Δεν είμαι φτιαγμένη, κυρία, για έναν δεύτερο γιο[10]».
Καθώς η μητέρα της περιφρονούσε τα νόθα παιδιά του Βασιλιά, οι πιθανότητες μιας τέτοιας συμμαχίας ήταν απομακρυσμένες. Ωστόσο, το 1692, προς «φρίκη» της Δούκισσας της Ορλεάνης, ο γιος της, Φίλιππος, παντρεύτηκε τηΦραγκίσκη Μαρία των Βουρβόνων, τη νεότερη νόθα κόρη του Λουδοβίκου ΙΔ΄ και της Φρανσουάζ Ατεναΐς, Μαρκησίας του Μοντεσπάν.
Ο γάμος ήταν το αποτέλεσμα της Συνθήκης του Ρέισβεϊκ, μία από τις προϋποθέσεις της οποίας ήταν ότι τοΔουκάτο της Λωρραίνης, το οποίο είχε εδώ και πολλά χρόνια στην κατοχή της Γαλλίας, να δοθεί στον Λεοπόλδο, γιοτου Δούκα της Λωρραίνης. Επομένως, η Ελισάβετ Καρλόττα δεν ήταν παρά ένα μέσο γιατη σιγουριά της ειρηνευτικής συνθήκης. Η μητέρα της είπε αργότερα ότι η κόρη της ήταν «θύμα πολέμου».
Ο γάμος θεωρήθηκε ως λαμπρός αγώνας από την Λωρραίνη, αλλά θεωρήθηκε από μερικούς ως ένας βαθμό πουδεν άξιζε γιαμιαμικρή πριγκίπισσα της Γαλλίας. Παρ' όλα αυτά, η Λωρραίνη έλαβε για προίκα 900.000 λίβρες. Τόσες διακρίσεις προκάλεσαν τη ζήλια των άλλων μελών της βασιλικής οικογένειας και, με αφορμή τον θάνατο ενός παιδιού του Δούκα τουΜαιν,[13] ορισμένες πριγκίπισσες παραβρέθηκαν στις τελετές του γάμου δι' αντιπροσώπου με φόρεμα πένθους.
Μετά το γάμο της Ελισάβετ, η ανιψιά της Λουίζα Αδελαΐδα της Ορλεάνης, που γεννήθηκε στις 13 Αυγούστου του 1698, πήρε τον τίτλο της Δεσποινίδας της Σαρτρ.
Προς έκπληξη όλων, ο γάμος αποδείχθηκε ευτυχισμένος. Μετη γέννηση των παιδιών της, η Ελισάβετ έδειξε μεγάλο μητρικό ένστικτο και τρυφερό χαρακτήρα. Έκαναν μαζί δεκατρία παιδιά, από τα οποία πέντε επέζησαν στην ενηλικίωση. Τρία από αυτά πέθαναν μέσα σεμια εβδομάδα τον Μάιο του 1711 εξαιτίας μιας επιδημίας ευλογιάςστοΚάστρο του Λυνεβίλ, έδρα του δουκάτου της Λωρραίνης.
Το 1708, μετά από δέκα χρόνια γάμου, ο σύζυγός της γύρισε την προσοχή τουσεμια άλλη, τηνΑνν Μαργκερίτ ντε Λυνεβίλ, Πριγκίπισσα του Μπωβώ-Κραόν. Η Ελισάβετ, γεμάτη αμηχανία, μετη συμβουλή της μητέρας της, παρέμεινε σιωπηλή και συνέχισε ναζειστο Κάστρο του Λυνεβίλ μετο σύζυγό της καιτην ερωμένη του. ΗΑνν Μαργκερίτ παρέμεινε η αγαπημένη ερωμένη του Λεοπόλδου μέχρι το θάνατό τουτο 1729[14]. Ωστόσο, επισκεπτόταν ακόμα την κρεβατοκάμαρα της συζύγου του, Ελισάβετ. Το ζευγάρι είχε άλλα πέντε παιδιά, ένα από τα οποία θα γινόταν ο πατέρας της Μαρίας Αντουανέττας της Αυστρίας, μετέπειτα Βασίλισσας της Γαλλίας.
Τον Ιούνιο του 1701, ο πατέρας της πέθανε μετά από μια θερμή διαφωνία μετον Λουδοβίκο ΙΔ΄ στις Βερσαλλίες[15]γιατον Δούκα του Σαρτρ. Ο αδελφός της έγινε έτσι ο νέος δούκας της Ορλεάνης. Η μητέρα της έμεινε στο έλεος του Λουδοβίκου ΙΔ΄ που της απαγόρευσε να επισκέπτεται ξένο χώμα. Ως αποτέλεσμα, η Ελισάβετ μπόρεσε ναδειτη μητέρα της μόνο όταν πήγε στις Βερσαλλίες. Παρ' όλα αυτά, η Ελισάβετ καιη μητέρα της εξακολουθούσαν να βλέπουν ημιατην άλλη καινα διατηρούν επαφή μέσω επιστολών. Η αλληλογραφία τους καταστράφηκε σε πυρκαγιά στο Κάστρο του Λυνεβίλ το 1719. Μετά το θάνατο του Λουδοβίκου ΙΔ΄ το 1715, ο μεγαλύτερος αδελφός της, έγινε ο αντιβασιλέας της Γαλλίας γιατον πεντάχρονο Λουδοβίκο ΙΕ΄. Το 1718, κατά τη διάρκεια μιας σύντομης επίσκεψης στο γαλλικό δικαστήριο στοΠαρίσι, η ανιψιά της, ηΜαρία Λουίζα Ελισάβετ της Ορλεάνης, έδωσε μια υπέροχη δεξίωση προς τιμήν της στοΠαλάτι του Λουξεμβούργουπου περιλάμβανε, που θεωρήθηκε ένα από ταπιο πλούσια της εποχής.
Ο Λουδοβίκος ΙΕ΄ στέφθηκε βασιλιάς της Γαλλίας στονΚαθεδρικό Ναό της Ρενς, στις 25 Οκτωβρίου 1722. Ήταν η μόνη φορά πουη νεότερη κόρη της Ελισάβετ, Άννα Καρλόττα, θα έβλεπε τη γιαγιά της που πέθανε λίγες εβδομάδες αργότερα στις 8 Δεκεμβρίου. Ο αδελφός της Ελισάβετ πέθανε ένα χρόνο μετά το θάνατο της μητέρας του στις 2 Δεκεμβρίου 1723.
Ο σύζυγός της πέθανε το 1729, αφήνοντας τη σύζυγό του αντιβασίλισσα της Λωρραίνης γιατογιο τους, Φραγκίσκο Στέφανο. Αφού εκπαιδεύτηκε στηΒιέννη, ο Φραγκίσκος Στέφανος επέστρεψε στη Λωρραίνη το 1730. Στη συνέχεια επέστρεψε στη Βιέννη αφού έδωσε τη θητεία της μητέρας του ως αντιβασιλέας.
Η Ελισάβετ προσπάθησε να αρραβωνιάσει τη μικρότερη κόρη της, Άννα Καρλόττα, μετον Λουδοβίκο ΙΕ΄. αυτό το έργο απέτυχε λόγω των δολοπλοκιών τουΛουδοβίκου Ερρίκου του Κοντέ. Η Ελισάβετ προσπάθησε στη συνέχεια να οργανώσει τον γάμο της Άννας μετον πρώτο της ξάδερφο, Λουδοβίκο της Ορλεάνης, ο οποίος είχε πρόσφατα χηρεύσει. Ωστόσο, εκείνος αρνήθηκε.
Ανήμπορη να εμποδίσει τονγιο της Φραγκίσκο να εγκαταλείψει το δουκάτο της Λωρραίνης στονΣτανίσλαο Λετσύνσκι όταν ο Φραγκίσκος παντρεύτηκε στην Αυστρία τηΜαρία Θηρεσία των Αψβούργων, η Ελισάβετ μετακόμισε στο Κάστρο του Αρουέ στο κοντινό Κομμερσύ.
Η Ελισάβετ απεβίωσε από ένα εγκεφαλικό επεισόδιο, στις 23 Δεκεμβρίου 1744 σε ηλικία 68 ετών. Πριν από αυτήν είχαν αποβιώσει δέκα από τα δεκατρία της παιδιά. Εννέα μήνες μετά το θάνατό της, ο γιος της Φραγκίσκος έγινε Αυτοκράτορας της Αγίας Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας.