Elizabeth urodziła się 3 lutego 1821 r. w Anglii, gdzie spędziła także ostatnie 40 lat swojego życia. Studia medyczne ukończyła w USA, dokąd wyemigrowała z rodziną jako jedenastoletnia dziewczynka. Początki jej kariery zawodowej oraz późniejsze znaczące osiągnięcia w zakresie edukacji medycznej kobiet przypadają na okres pobytu w Stanach. Dzieciństwo spędzone w Anglii wspomina jako bardzo szczęśliwe. Pochodziła z zamożnej rodziny, ojciec był właścicielem dobrze prosperującej cukrowni, co pozwalało mu na utrzymywanie licznej rodziny (Elizabeth była trzecim dzieckiem z dziewięciorga) na odpowiednio wysokim poziomie oraz zapewnienie wszystkim dzieciom starannego wykształcenia, udzielanego w domu przez guwernantki i prywatnych nauczycieli. Cała rodzina zaangażowana była w kampanię na rzecz zniesienia niewolnictwa, co u dzieci przejawiało się zobowiązaniem do wyrzekania się rozmaitych produktów otrzymywanych dzięki pracy niewolników, w tym cukru produkowanego z trzciny cukrowej. W roku 1832 rodzina Blackwellów wyemigrowała do Ameryki w przekonaniu, że na miejscu ich działalność abolicjonistyczna będzie przynosić bardziej wymierne rezultaty.

Elizabeth wraz z rodziną zamieszkała w Nowym Yorku, a następnie Cincinnati, lecz w Ameryce interesy ojca nie szły już tak dobrze jak w Anglii, a po jego nagłej śmierci w roku 1838 rodzina została praktycznie bez środków do życia. Aby zarobić na utrzymanie, siedemnastoletnia Elizabeth i dwie starsze siostry założyły szkołę z internatem, a od roku 1842 Elizabeth pracowała także jako nauczycielka w małej szkółce w Henderson, Kentucky, gdzie – jak pisze w swoich wspomnieniach – po raz pierwszy „praktycznie zetknęła się z doświadczeniem niewolnictwa Murzynów oraz okrutną cywilizacją niewolniczych stanów zachodnich”. Altruistycznie chciała poprowadzić szkółkę czytania i pisania dla dzieci murzyńskich, ale szybko porzuciła ten zamiar, dowiedziawszy się, iż jakiekolwiek nauczanie Murzynów jest prawnie zakazane. Po półrocznym pobycie w Kentucky wróciła więc do domu w Ohio, gdzie utrzymywała się, udzielając prywatnych lekcji muzyki i języków nowożytnych. Na nowo zaangażowała się też w walkę na rzecz zniesienia niewolnictwa – jej przyjaciółką była np. Harriet Beecher, autorka „Chaty wuja Toma”, powieści przedstawiającej okrucieństwo niewolnictwa.

W tym okresie zaczęła kiełkować w jej umyśle idea podjęcia studiów medycznych. Pomysł studiowania medycyny podsunęła jej umierająca na nowotwór przyjaciółka, zwierzając się, jak bardzo (poza cierpieniem fizycznym) stresująca jest dla niej konieczność oddania się pod opiekę lekarzy mężczyzn w przypadku przypadłości choroby ginekologicznej. Powiedziała do Elizabrth: „Lubisz się uczyć, jesteś silnego zdrowia, masz także wystarczająco dużo wolnego czasu, dlaczego nie miałabyś studiować medycyny? Gdybym tylko mogła oddać się pod opiekę lekarza kobiety, największe cierpienia zostałyby mi oszczędzone”. Pomysł ten wydawał się Elizabeth Blackwell początkowo absurdalny, gdyż sama myśl o konieczności studiowania „fizycznej struktury ciała i jego wszelkich dolegliwości” napełniała ją odrazą i obrzydzeniem. Rozważając jednak wszystkie za i przeciw, po kilku miesiącach doszła do wniosku, że jako kobieta lekarz mogłaby być nieocenioną pomocą dla rzesz kobiet niemających odwagi zwrócić się do lekarza mężczyzny w przypadku wielu chorób kobiecych, uznała także, iż gdyby udało się jej podjąć studia medyczne, byłby to krok milowy w walce o równouprawnienie płci. Czynnikiem, który ostatecznie przesądził sprawę było odsunięcie od siebie myśli o małżeństwie, gdyż zakochała się w mężczyźnie o pozycji społecznej niższej niż jej własna. Jak sama przyznaje w swojej autobiografii: „Moja determinacja, aby zostać lekarzem, wzrosła, gdyż w ten sposób stawiałam mocną przeszkodę pomiędzy sobą a pospolitym małżeństwem. Musiałam mieć coś, co zajęłoby moje myśli, jakiś cel w życiu, który wypełniłby tę pustkę i wypędził smutne myśli z serca”.

Ponieważ planowane studia były kosztowne, zdecydowała się raz jeszcze podjąć pracę nauczycielki (której nie lubiła). Równocześnie starała się zdobywać podstawy wiedzy medycznej lub może bardziej pielęgniarskiej, pod okiem zaprzyjaźnionych z rodziną lekarzy pozwalających jej korzystać ze swoich księgozbiorów, wspólnie jeździć na wizyty i asystować przy badaniu niektórych pacjentów. Jednocześnie wysyłała aplikacje do wszystkich większych szkół medycznych w USA (w Filadelfii, Nowym Jorku, wszystkich stanach Południa oraz Nowej Anglii) – jej podania były jednak odrzucane ze względu na fakt, że była kobietą. Niektórzy z jej patronów (popierający wysiłki w celu uzyskania dyplomu lekarza, lecz bojący się opinii środowiska) namawiali ją nawet na podjęcie studiów w męskim przebraniu w USA lub Paryżu. „Sugestia ukrycia mojej płci, poczyniona przez szacownego doktora Warringtona, została także powtórzona przez doktora Pankhursta, profesora chirurgii największego kolegium medycznego w Filadelfii. Wyraził on swą całkowitą aprobatę dla uzyskania przez kobietę pełnej wiedzy medycznej, powiedział mi jednak, iż moje publiczne wzięcie udziału w zajęciach jest wykluczone, jednakże, gdybym przyjęła męskie przebranie i podjęła studia, on znalazłby dwóch lub trzech studentów, których dopuściłby do sekretu, a których zadaniem byłoby obserwowanie reakcji grupy i ostrzeżenie mnie wcześniej, gdyby moje przebranie zaczęło wzbudzać jakiekolwiek podejrzenia”. Blackwell nie chciała przebierać się za mężczyznę, by móc studiować, pragnęła aby jej przyjęcie na uczelnię medyczną stało się precedensem otwierającym drogę do zdobycia tytułu lekarza innym kobietom.

W roku 1847  mało znana szkoła medyczna w miejscowości Geneva w stanie Nowy York „zgodziła się” przyjąć Elizabeth w poczet studentów – władze uczelni obiecały, że przyjmą kobietę na studia medyczne, jeśli uzyskają na takie rozwiązanie jednomyślną zgodę studentów, którzy zgodę wyrazili, sądząc, że jest to żart. Blackwell wykorzystała nadarzającą się okazję, niezwłocznie udając się do Genevy. Wpłaciła czesne, tak aby profesorowie szkoły medycznej w Genevie nie mogli się wycofać z obietnicy przyjęcia jej na uczelnię. Początki studiów były trudne, nie wszyscy studenci akceptowali jej obecność na zajęciach, zdarzały się niewybredne żarty i docinki. „Dzisiejsza sekcja była czymś, co ledwie zniosłam. Niektórzy studenci rumienili się z zażenowania, inni zachowywali się wręcz histerycznie, wielu nie mogło powstrzymać się od drwiących uśmiechów. [...] Także i moje poczucie wstydu doznało szoku, a cała sytuacja była w pewnym sensie groteskowa. Szczypałam się w rękę prawie do krwi i prosiłam Boga Wszechmogącego, aby pomógł mi powstrzymać się od uśmiechu, jako że uśmiech taki zrujnowałby wszystko, siedziałam więc niewzruszona, lecz z bijącym sercem”.

Także lokalna społeczność traktowała ją nieufnie. „Nie miałam najmniejszego pojęcia, jakie poruszenie wywołało w tej mieścinie moje pojawienie się w charakterze studentki medycyny. Po pewnym czasie dopiero zauważyłam [...], że gdy szłam na zajęcia lub z nich wracałam, kobiety specjalnie się zatrzymywały, aby móc sobie mnie obejrzeć. Nieco później dowiedziałam się, że tak bardzo odbiegałam od powszechnego poczucia przyzwoitości w miasteczku Geneva, iż powszechnie uznano, że albo jestem złą, upadłą kobietą, której niecne zamiary z czasem wyjdą na jaw, albo też jestem niepoczytalna i jakiś napad obłędu jest tylko kwestią czasu”.

Blackwell spotkała się z dyskryminacją i przeszkodami na studiach – profesorowie zmuszali ją do siedzenia osobno na wykładach i często wykluczali ją z laboratoriów, miejscowi mieszkańcy unikali jej jako „złej” kobiety za przeciwstawianie się jej roli płciowej. Blackwell w końcu zdobyła szacunek profesorów i kolegów z klasy, kończąc studia jako pierwsza w swojej klasie w 1849 r., w dodatku z wyróżnieniem. Kontynuowała szkolenie w londyńskich i paryskich szpitalach, choć tamtejsi lekarze ograniczali ją do położnictwa lub pielęgniarstwa. Zaczęła kłaść nacisk na opiekę profilaktyczną i higienę osobistą, uznając, że lekarze płci męskiej często powodowali epidemie, nie myjąc rąk między pacjentami. Pomimo swojej świadomości konieczności przestrzegania zasad higieny, sama także stała się ofiarą zaniedbań w tej dziedzinie – zaraziła się od pacjenta ropnym zapaleniem spojówek, co skutkowało utratą wzroku w jednym oku i końcem marzeń o zdobywaniu doświadczenia i przyszłej karierze w zakresie chirurgii.

Po okresie rekonwalescencji wyjechała do Londynu, gdzie udało się jej, dzięki protekcji wpływowych i zamożnych przyjaciół, m.in. Lady Noel Byron, uzyskać prawo do przeprowadzania obserwacji klinicznych w tamtejszym Szpitalu św. Bartłomieja. Na tamten okres datuje się także początek jej przyjaźni z Florence Nightingale, późniejszą nestorką pielęgniarstwa oraz niestrudzoną propagatorką przestrzegania zasad higieny. Jak przyznała w swoim dzienniku, „dzięki niej zrozumiałam, że utrzymanie higieny jest najwyższym celem w medycynie, jej początkiem i końcem”. W roku 1851 powróciła do USA, marząc o powołaniu do życia szpitala kształcącego lekarki i pielęgniarki, działającego zgodnie z zasadami higieny i koncentrującego swoje wysiłki zarówno na leczeniu, jak i zapobieganiu chorobom. Póki co jednak żaden szpital nie chciał jej zatrudnić, pomimo zdobytego dzięki pobytowi we Francji i Wielkiej Brytanii doświadczenia, znacznie przewyższającego doświadczenie innych „świeżo upieczonych” absolwentów medycyny, a także listów polecających uzyskanych od słynnych francuskich i angielskich lekarzy. Również założenie prywatnej praktyki się nie powiodło, gdyż nikt nie chciał wynająć jej pomieszczeń do tego celu w jakiejkolwiek przyzwoitej lokalizacji. Nie widząc szans na pracę w żadnej ówcześnie istniejącej klinice, w roku 1853 postanowiła założyć małą przychodnię w jednej z najbardziej zaniedbanych i niebezpiecznych dzielnic Nowego Jorku, zamieszkanych głównie przez nowo przybyłych imigrantów. Przychodnia ta została w roku 1857 przekształcona w Nowojorski Szpital dla Ubogich Kobiet i Dzieci (New York Infirmary for Indigent Women and Children).

Powstanie małego szpitala dla ubogich stało się możliwe, gdyż wysiłki Elizabeth Blackwell uzyskały wsparcie dwóch innych nowo wykształconych kobiet lekarek – jej siostry Emily oraz przybyłej do USA z Berlina córki polskich emigrantów Marii Zakrzewskiej. Jego organizacja nie była jednakże przedsięwzięciem łatwym – brakowało przede wszystkim środków pieniężnych, które pozyskiwano dzięki organizacji bazarów dobroczynnych, prelekcji i koncertów. Obawiano się także, jak powstanie tego typu instytucji zostanie przyjęte przez opinię publiczną i władze lokalne. Ponieważ personel składał się wyłącznie z kobiet, istniała obawa, że nowo założona instytucja będzie postrzegana jako coś w rodzaju kliniki aborcyjnej, gdyż w powszechnym rozumieniu fraza „lady doctor” – kobieta lekarz – była ówcześnie kojarzona praktycznie wyłącznie z pokątnym przeprowadzaniem aborcji. Dodatkowo martwiono się, iż pacjentami zostaną osoby z nizin społecznych, z którymi żadna szanująca się kobieta nie powinna mieć kontaktów, że same kobiety nie będą sobie mogły poradzić z często agresywnymi reakcjami pacjentów oraz rodzin, zaś w przypadku śmierci hospitalizowanych osób akty zgonu wystawiane przez taką „niepopularną” instytucję nie będą honorowane przez władze. Pomimo początkowych trudności, szpital rozwijał się jednak dość prężnie, głównie dzięki poparciu kilku światłych lekarzy oraz hojnym donacjom płynącym od angielskich i francuskich przyjaciół, a także protektorów Elizabeth Blackwell.

W roku 1868 przy szpitalu została powołana szkoła medyczna kształcąca wyłącznie kobiety – Women’s Medical College. Elizabeth Blackwell, obawiając się, iż taka instytucja będzie traktowana jako mało wiarygodna w stosunku do szkół kształcących mężczyzn, od początku jej istnienia bardzo dbała o wysoki poziom oferowanego wykształcenia i odpowiednie standardy programowe. Założona przez nią szkoła działała przez 31 lat, aż do chwili, gdy społecznie akceptowalne stały się wspólne studia medyczne kobiet i mężczyzn. Dzięki połączeniu uczelni medycznej dla kobiet z wyżej opisanym szpitalem kobiety pragnące studiować medycynę w Ameryce Północnej nie musiały już walczyć o możliwość zdobywania wiedzy i doświadczenia klinicznego, tak jak Elizabeth Blackwell, jej siostra Emily oraz Maria Zakrzewska. Szkoła ta zyskała szczególną popularność w okresie wojny secesyjnej, gdy stała się głównym centrum kształcącym pielęgniarki dla szpitali leczących rannych żołnierzy. Także szpital z roku na rok stawał się coraz bardziej popularny, głównie ze względu na swoją dobrą sławę związaną z niską śmiertelnością, np. w roku 1865 hospitalizowano 650 pacjentów, z których tylko 5 zmarło, co stanowiło swoisty rekord, jeśli weźmie się pod uwagę ubóstwo i zły stan ogólny większości leczonych tam osób. Tak dobre wyniki należy zapewne przypisywać rygorystycznemu przestrzeganiu zasad higieny i antyseptyki, narzuconych całemu personelowi i pacjentom przez Blackwell.

W roku 1869, gdy zarówno szpital, jak i szkoła medyczna funkcjonowały już bez większych przeszkód pod kierownictwem jej siostry Emily, Elizabeth postanowiła powrócić do Anglii, gdzie spędziła ostatnie 40 lat swojego życia, głosząc wykłady dotyczące zasad przestrzegania higieny, propagując odkrycia Listera i Pasteura oraz przyczyniając się do powstania Londyńskiej Szkoły Medycznej dla Kobiet (London School of Medicine for Women), zorganizowanej na podstawie doświadczeń szkoły w Nowym Jorku, gdzie przez długi czas kierowała katedrą ginekologii. W Londynie napisała w roku 1895 książkę autobiograficzną. Zmarła w Anglii w 1910 r. w wieku 89 lat, pochowana zaś została w Szkocji, w miejscowości Kilmun, gdzie corocznie spędzała wakacje.