Elsa Morante nasce a Roma il 18 agosto del 1912, figlia di Irma Poggibonsi, maestra elementare ebrea, e di Francesco Lo Monaco. Cresce tuttavia in casa del padre anagrafico Augusto Morante, istitutore in un riformatorio per minorenni. Alla fine degli studi liceali lascia la famiglia e va a vivere per conto proprio, ma la mancanza di mezzi economici la costringe ad abbandonare la facoltà di Lettere. Negli anni Trenta vive da sola mantenendosi con la redazione di tesi di laurea, dando lezioni private di italiano e latino e collaborando con riviste e a giornali, tra cui il «Corriere dei Piccoli». Tra il 1939 e il 1941 lavorera assiduamente per il settimanale «Oggi». Nel 1936 conosce, tramite il pittore Capogrossi, Alberto Moravia che sposerà nel 1941. In quello stesso anno viene pubblicato anche il suo primo libro, Il gioco segreto, in cui è raccolta una piccola parte della vasta produzione narrativa destinata ai giornali. L'anno successivo appare il libro di fiabe Le bellissime avventure di Caterì dalla trecciolina, illustrato della stessa Morante. Le sue personali e familiari inquietudini, il suo appassionato gusto della finzione emergono già nel Diario, redatto dal 19 gennaio al 30 luglio 1938 ma pubblicato solamente nel 1990.
Con Moravia vive prima ad Anacapri e poi a Roma, in un piccolo appartamento in via Sgambati. Qui nel 1943 inizia a scrivere il suo primo romanzo Menzogna e sortilegio interrompendone tuttavia la stesura per seguire il marito, indiziato di antifascismo, sulle montagne di Fondi, in Ciociaria. Nell'estate del '44 ritorna a Roma, ma intanto il suo rapporto con Moravia si è fatto difficile e alterna momenti di comunicazione intensa ad altri di distacco e malessere. In Elsa Morante infatti il bisogno di autonomia contrasta con una forte esigenza di protezione e di affetto. Allo stesso modo desidera e rifiuta la maternità: ci rinuncia volontariamente, ma poi rimpiange la possibilità perduta.
Dopo un primo viaggio in Francia e in Inghilterra, nel 1948, esce Menzogna e sortilegio, con cui vince il premio Viareggio. La situazione economica migliora, col marito si trasferisce in un attico in via dell'Oca; quell'appartamento diverrà ben presto uno dei più frequentati ritrovi del mondo intellettuale romano. Sono anni caratterizzati da un accentuato interesse per il cinema, che anche in seguito non la abbandonò più. Del 1949 fu un primo progetto a quattro mani con Alberto Lattuada, con il quale Elsa Morante scrisse il trattamento per un film che si sarebbe dovuto intitolare Miss Italia; e del 1952 fu un secondo progetto con Franco Zeffirelli per un film dal titolo Verranno a te sull'aure... Ma nessuno dei due film venne realizzato. Il film Miss Italia, che Duilio Coletti diresse nel 1950 con Gina Lollobrigida come protagonista, è completamente diverso dal progetto precedente, e fu realizzato dopo che il produttore Carlo Ponti aveva respinto il trattamento Lattuada-Morante, ritenuto poco commerciale. Tra il 1951 e il 1952 Elsa Morante tiene alla radio anche una rubrica di critica cinematografica, che si concluse con le sue dimissioni a causa di un atto di censura subito dalla dirigenza RAI. L'interesse per il cinema, comunque, si rafforza grazie all'amicizia con Pasolini. Elsa fece un'apparizione, un breve cameo nel ruolo di una detenuta, nel film Accattone; inoltre fu quasi sempre accanto a Pasolini durante la lavorazione dei suoi film degli anni Sessanta. Fu presente sul set di Il Vangelo secondo Matteo in qualità di aiuto-regista (non accreditata) e collaborò spesso, in forma anonima, alla realizzazione delle colonne sonore di questi film; l'unica colonna sonora che le sia stata accreditata è quella di Medea (1969). Sono di Elsa Morante anche le parole della ballata che un giullare canta, sulle note di Nino Rota, nel film Romeo e Giulietta (1968) di Franco Zeffirelli.
In questi anni lavora anche alla redazione del suo secondo romanzo, L'isola di Arturo, che esce con notevole successo nel 1957 e vince il premio Strega. Subito dopo visita con una delegazione culturale l'Unione Sovietica e la Cina. Nel 1959, durante un viaggio negli Stati Uniti, conosce il giovane pittore newyorkese Bill Morrow, con cui instaura un'intensa amicizia. Nel 1960, pur non abbandonando la residenza coniugale e il proprio studio ai Parioli, si trasferisce in un appartamento tutto per sé in via del Babuino. Viaggia con Moravia in Brasile e l'anno successivo, insieme anche a Pasolini, si reca in India. Nel 1962 si separa definitivamente dal marito e vive la tragica esperienza della morte dell'amico Bill Morrow, precipitato nel vuoto da un grattacielo. Gli anni successivi sono assai drammatici. Pur continuando a viaggiare (in Andalusia, in Messico, nel Galles), Elsa Morante appare tormentata dall'ossessione della morte del suo giovane amico e dalla minaccia della vecchiaia. Nella conferenza del 1965 Pro e contro la bomba atomica (pubblicata poi da Adelphi nel 1987) e nelle poesie de Il mondo salvato dai ragazzini (1968) esprime una nuova forte inquietudine per i pericoli che minacciano l'umanità insieme ad un nuovo desiderio di intervento sul mondo. Nel 1974 esce il suo terzo romanzo, La storia. Il successo popolare è enorme come le polemiche che l'accompagnano nel mondo letterario critico nei confronti della sua pervasiva vena populista. Dal libro Luigi Comencini trarrà nel 1986 il celebre sceneggiato tv interpretato da Claudia Cardinale.
Nel 1976 inizia la stesura del suo ultimo romanzo, Aracoeli, che porterà a termine e pubblicherà solamente nel 1982. Nel 1984 il romanzo vincerà il Prix Médicis.