Народилась Олена Теліга в Іллінському під Москвою в інтелігентній, напівбілоруській-напівукраїнській родині: мати – дочка православного священика; батько Іван Опанасович Шовгенів — знаний фахівець, гідротехнік-практик: працював на головних водних артерiях – Москвi-рiцi, Волзi, Клязьмi, Сiверському Донцi, був одним iз авторiв проекту зрошення 500 тис.десятин Голодного Степу поблизу Ташкента.
3 1918 року родина мешкає у Києві, де Олена вчиться в Жіночій гімназії Дучинської. Батько, урядовець УНР, разом з старшим сином у 1920 році опинилися в еміграції в Чехословаччині. Весною 1922 року матері Олени разом дочкою та сином Сергієм вдається вибратися із України спочатку в Польщу, а в липні 1925 року оселитися в Подєбрадах у Чехословаччині, де на той час ректором Української господарської академії був її чоловік. Саме в Чехії Олена отримує атестат, а потім закінчує історико-філологічне відділення Українського педінституту в Празі.
Тут вона знайомиться зі вірним другом Михайлом Телігою, одружується з ним.
Літературну діяльність Теліга розпочала з кінця 1920-х, коли почала друкуватися у «Літературно-науковому віснику». У 1930-х вийшла її перша збірка поетичних творів. Характерними рисами її поезії є ліричність, висока поетична культура, свіжість і безпосередність образів. Працюючи у культурній референтурі ПУН (разом з Олегом Ольжичем), була автором кількох ідеологічних та програмових творів. У 1939 році у Кракові очолювала мистецьке товариство «Зарево».
На початку Другої світової війни Олена Теліга перебувала у Польщі, з 1929 року жила тут, коли у Варшаві померла її мати. Тоді ж настали злигодні та нестатки: інколи їй доводилося виступати з музичними номерами у нічних кабаре — і навіть манекенницею, але потім вдалося влаштуватися вчителькою початкових класів.
У грудні 1939 року в Кракові Олена Теліга познайомилася з Ольжичем (Кандибою): тоді ж вступила в Організацію Українських Націоналістів (ОУН). У жовтні 1941 року вона потрапляє в Київ.
У Києві Олена Теліга організовує Спілку українських письменників, відкриває пункт харчування для своїх соратників, співпрацює з редакцією «Українського слова» Івана Рогача, що знаходилась на Бульварно-Кудрявській вулиці, видає тижневик літератури і мистецтва «Літаври».
У київський період серед найближчих соратників Ольжича та Теліги були Іван Рогач, Орест і Анна Чемеринські, Іван Кошик, Михайло Теліга. В Києві у 1941 році редагувала літературно-мистецький додаток до газети «Українське слово» – «Літаври».
Після арешту редакції «Українського слова» Теліга не брала до уваги постанов німецької влади: ігнорувала вказівки німців зухвало і принципово. 7 лютого 1942 року почалися арешти. Олена пішла на стовідсоткову загибель, з нею пішов і її Михайло. Під час арешту він назвався письменником, щоб бути разом з нею.
У київському ґестапо Теліга залишила на стіні свій останній автограф: вгорі намальовано тризуб і напис — «Тут сиділа і звідси йде на розстріл Олена Теліга».
За даними істориків, 22 лютого 1942 року українську письменницю-патріотку було розстріляно у Бабиному Яру разом з чоловіком та соратниками.
21 лютого 1992 року у Бабиному Яру встановлено пам'ятний хрест на місці розстрілу фашистами видатної української поетеси та її однодумців.