Элизабет Синглтон Мосс родилась 24 июля 1982 года в городе Лос-Анджелес, штат Калифорния, США. Росла в семье музыкантов. Она впервые появилась на экране в 1990 году, играя Робин в теледраме «Барменши».

С 1992 по 1995 год Мосс снялась в семи эпизодах сериала «Застава фехтовальщиков» в роли Синтии Паркс. В 1993 году актриса озвучила девочку-барсучонка Мишель в анимационном фильме «Однажды в лесу» и появилась в телеремейке мюзикла «Цыганка», звездой которого была Бетт Мидлер. В 1994 году Элизабет сыграла Грету Вайлер, младшую дочь Харви Кейтеля, в драме «Благородный аферист».

На следующий год Мосс приняла приглашение поучаствовать в съемке ремейка диснеевского фильма «Побег на гору ведьмы» и взяла на себя роль юной Эшли Джадд в музыкальной теледраме «Naomi & Wynonna: Love Can Build a Bridge».

С 1999 по 2006 год она играла роль Зои Бартлет в 25-ти эпизодах драматического сериала «Западное крыло». В 1999 году Мосс получила роль второго плана - пациентки в исправительном учреждении по имени Полли Кларк - в драме «Прерванная жизнь» с Вайноной Райдер и Анджелиной Джоли в главных ролях.

В этом же году актриса сыграла небольшую роль Кэти Брокетт в драмеди «Доктор Мамфорд», дочку женщины, покупавшей наркотики. Мосс появилась в роли Робин Уолтерс в драме Уве Болля «Сердце Америки» и еще в трех картинах в 2004 году, прежде чем стала звездой драмы «Девственницы» и удостоилась за сыгранную в ней роль Джесси Рейнольдс номинации на премию «Независимый дух». Также Элизабет можно увидеть в драме «День Зеро» с Элайджей Вудом.

Мосс приняла участие в научно-фантастическом сериале «Нашествие» 2005-2006 годов и сыграла Нину Роджерсон в эпизоде сериала «Анатомия страсти». С июля 2007 года она играла копирайтера Пегги Олсон в сериале «Безумцы» о профессионалах с Мэдисон-авеню. В 2009 году актриса была номинирована на премию «Эмми» в категории «Выдающаяся актриса в драматическом сериале».

На Бродвее Элизабет дебютировала в октябре 2008 года, сыграв роль Карен в пьесе Дэвида Мамета «Пошевеливайся» об американском кинобизнесе. Она снялась в главной роли в фильме ужасов Мэри Ламберт «Чердак», а в драмеди «Супруги Морган в бегах» предстала в образе ассистентки Сары Джессики Паркер по имени Джеки Дрейк. На Вест-Энде актриса дебютировала с ролью Марты Доби, сыграв вместе с Кирой Найтли в пьесе Лиллиан Хеллман «Детский час» в лондонском Комедийном театре в январе 2011 года.

Элизабет снялась в комедии «Побег из Вегаса» и музыкальной драме «История Бадди» Марка Эрлбаума в 2010 году, приключенческая драма «На дороге» с Сэмом Райли и драма «Дорогой компаньон» с Дайан Китон 2012 года.

Мосс обручилась со звездой популярного шоу «Субботним вечером в прямом эфире» Фредом Армизеном в январе 2009 года, они сочетались узами брака 25 октября 2009 года в Лонг-Айленд Сити, Нью-Йорк. В 2011 они официально развелись.