Η Έλσα Παπαδημητρίου γεννήθηκε στο Ναύπλιο. Σπούδασε Αρχιτεκτονική στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνίο και στην Αρχιτεκτονική Σχολή του Πανεπιστημίου Berkeley των ΗΠΑ. την περίοδο 1968-1970, εργάστηκε ως επιμελήτρια του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου.
Από το 1990 έως το 1992, διετέλεσε Γενική Γραμματέας Περιφέρειας Στερεάς Ελλάδας. Το διάστημα 1992-1993, υπήρξε Γενική Γραμματέας του Υ.ΠΕ.ΧΩ.ΔΕ. Είναι συνιδρύτρια της Διακοινοβουλευτικής Πρωτοβουλίας Ελλάδας - Τουρκίας.
Εξελέγη βουλευτής Αργολίδας με τη Ν.Δ. στις εκλογές του 1993, και επανεξελέγη στις εκλογές του 1996, του 2000, του 2004, του 2007 και του 2009. Διαγράφηκε από την Κοινοβουλευτική Ομάδα το 2011, καθώς είχε υπερψηφίσει το Μεσοπρόθεσμο Πλαίσιο Δημοσιονομικής Προσαρμογής.
