Elizaveta, yang dijuluki "Lili", lahir di Kremlin, Moskwa dan dinamai seperti bibinya yang telah meninggal awal bulan itu, Ratu Yelizaveta, istri Kaisar Aleksandr I dan sahabat dekat ibundanya. Dia dibesarkan dengan saudara-saudara kandungnya yang lain di Istana Mikhailovsky di Sankt-Peterburg. Elizaveta dikatakan sebagai yang tercantik di antara saudarinya, dan seperti ibundanya, Elena Pavlovna, dia anggun dalam sopan santun dan berpendidikan tinggi. Pada akhir tahun 1843, Adolf, Adipati Nassau mengunjungi Sankt-Peterburg dan bertemu Elizaveta untuk pertama kalinya. Ibu tiri Adolf adalah Putri Pauline dari Württemberg, bibi ibunda Elizaveta dari pihak ibu, dan karena itu dia memiliki hubungan dengan Rusia. Adolf dan Elizaveta jatuh cinta dan mereka akhirnya menikah pada tanggal 31 Januari 1844 di St. Peterburg. Elizaveta berusia 17 tahun dan Adolf berusia 26 tahun.
Setelah pernikahan, pasangan tersebut tinggal di Rusia untuk beberapa lama sampai mereka pindah ke Jerman dan tinggal di Kastil Biebrich di Wiesbaden. Elizaveta, sekarang Adipati Nassau, populer di kalangan orang-orang.
Pernikahannya dengan Adolf bahagia dan berita bahwa dia sudah hamil dengan anak pertama mereka membawa kebahagiaan besar pada pasangan tersebut. Setelah hanya setahun, Elizaveta meninggal melahirkan seorang putri, yang juga tidak selamat. Adolf yang berduka menuntut pembangunan gereja Ortodoks Rusia - Gereja St. Elizaveta di Neroberg Park, Wiesbaden - untuk memakamkan jenazahnya. Lokasi gereja di bukit dipilih oleh Adolf sendiri sehingga dia dapat selalu melihat-lihat gereja dari tempat tinggalnya. Sarkofagus Elizaveta masih dapat dilihat hari ini di dalam gereja.
Gelar dan gaya
26 Mei 1826 – 31 Januari 1844: Her Imperial Highness Grand Duchess Elizabeth Mikhailovna of Russia
31 Januari 1844 – 28 Januari 1845: Her Imperial Highness The Duchess of Nassau