Eliane Elias est née à Sao Paulo, plus grande ville du Brésil, le 14 mars 1960. Sa mère, pianiste classique, se délasse à la maison en interprétant du jazz.
Malgré une formation initiale de pianiste classique entamée dès l'âge de sept ans, c'est auprès du guitariste et chanteur Toquinho et de l'auteur, chanteur et ambassadeur Vinicius de Moraes qu'elle fait ses débuts professionnels en 1977.
Six années plus tard, elle s'installe à New York, où elle parfait sa formation à la Juilliard School of Music et intègre le groupe de jazz fusion Steps Ahead, avec lequel elle enregistre un album homonyme. Elle croise également au sein de la formation le saxophoniste Michael Brecker, qui lui présente son trompettiste de frère Randy, de vingt ans son aîné. Randy Brecker et Eliane Elias s'aiment et s'épousent. C'est en 1985 qu'ils enregistrent conjointement l'album intitulé Amanda, du prénom de leur fille.
Eliane Elias développe alors une double carrière : en leader, elle dirige rien moins que le contrebassiste Eddie Gomez (accompagnateur référentiel de Bill Evans), le batteur Jack DeJohnette (qui a, à la fois participé à un quintette de John Coltrane et enregistré aux côtés de Miles Davis l'album Bitches Brew), et le percussionniste brésilien Naná Vasconcelos. C'est dans ce contexte qu'elle grave dix-huit albums en autant d'années.
En tant que musicienne de séances, elle prête ses talents protéiformes à la fine fleur de la chanson brésilienne (Gal Costa, Gilberto Gil, Caetano Veloso) et du jazz (Herbie Hancock, l'harmoniciste Toots Thielemans) et de la pop (James Taylor) ou de la variété internationale. Eliane Elias épouse ensuite le contrebassiste Marc Johnson, accompagnateur attitré du dernier épisode de la vie de Bill Evans. En 1995, elle enregistre un duo remarqué avec Herbie Hancock dans le brillant Solos and Duets.
En 1998, son disque Eliane Elias Sings Jobim connaît un immense succès de par le monde et en particulier au Japon, ce qui incite l'artiste à se consacrer prioritairement au jazz vocal. En 2002, elle collabore toutefois avec la mezzo-soprano lyrique Denyce Graves. La même année, elle enregistre l'album Kissed by Nature, suivi deux ans plus tard par Dreamer, disque hommage aux classiques américains et brésiliens, chanté en anglais et en portugais. Dans Around the City (2006), Eliane Elias interprète entre autres des standards de Bob Marley (« Jammin' ») et Tito Puente (« Oye Como Va »). L'album est numéro un des classements américains de musiques du monde.
En 2008, elle enregistre Something for You, en hommage à Bill Evans. Là encore et comme ses prédécesseurs, le disque est un triomphe au Japon. La même année, elle enregistre Bossa Nova Stories, célébration du cinquantième anniversaire de ce genre musical. En 2011, Light My Fire inclut sa version du standard rock de The Doors et d'autres pièces de Stevie Wonder, Dave Brubeck, Gilberto Gil ou de sa propre composition. L'année suivante, elle offre cinq compositions à l'album Swept Away de son mari contrebassiste Marc Johnson. En juin 2013 sort son hommage au trompettiste et chanteur Chet Baker à travers quatorze titres réunis sous l'intitulé I Thought About You (A Tribute to Chet Baker).
L'album suivant auquel participe Roberto Menescal, Made in Brazil (2015), est le premier enregistrement effectué dans sa terre natale depuis son départ pour les États-Unis en 1981. Outre quelques standards d'Ary Barroso et Antonio Carlos Jobim, il inclut six de ses compositions et de nombreux collaborateurs dont le groupe vocal Take 6 et les chanteurs Ed Motta et Mark Kibble. La formule qui a fait son succès, combiner des airs anglophones et brésiliens, est reconduite sur Dance of Time (2017).
La musicienne a été honorée par les palmarès de plusieurs magazines et a bénéficié de plusieurs nominations aux Grammy Awards. Elle fut également directrice musicale de l'orchestre de Gilberto Gil.
