伊丽莎白·奥尔森从小便对戏剧产生浓厚兴趣。1993年，4岁的伊丽莎白·奥尔森便出演了人生中的第一部戏剧。随后在姐姐们奥尔森姐妹的电视节目中伊丽莎白·奥尔森也有机会频频出镜 。2011年的《和平、爱与误解》是伊丽莎白·奥尔森出演的第一部电影 。同年，她出演的《双面玛莎》入围圣丹斯电影节、戛纳电影节“一种关注”单元 ，她在影片中扮演一位误入邪教的女孩，被教主洗脑，最后好不容易逃脱邪教控制得以脱身 。她不凡的亮相即刻引起了整个独立电影圈的关注，当年几乎提名了所有独立电影节的新人奖 。2012年2月，参演的悬疑片《红灯》上映，9月，主演的爱情喜剧《文科恋曲》上映 。2013年9月，她出席了主演影片《红杏出墙》的多伦多电影节首映礼 。10月，美版《老男孩》在美国上映，伊丽莎白·奥尔森在影片中担任女主角 。同月，她参演的影片《杀死汝爱》上映 。11月，伊丽莎白·奥尔森正式加盟《复仇者联盟：奥创时代》，出演“红女巫” 。2014年2月，伊丽莎白·奥尔森开始参与《复仇者联盟：奥创时代》的拍摄 。5月16日，加里斯·爱德华斯执导的《哥斯拉》在美国上映，她在影片中饰演福特的女友艾拉 。7月，出演影片《好女孩》上映。2016年3月，她出演的音乐传记电影《我看见了光》上映，在影片中扮演传奇歌手汉克·威廉姆斯的妻子。5月，她加盟的《美国队长3：内战》上映，继续出演“红女巫”。