Elsa Lepoivre participe à la création du Théâtre du Jour à Agen avant d’intégrer le Conservatoire national supérieur d’art dramatique en 1995. À sa sortie, elle interprète une Princesse de France dans Peines d’amour perdues pour Emmanuel Demarcy-Mota, Célimène dans Le Misanthrope pour Jacques Lassalle, Hedda Gabler pour Alain Milianti ou l’Antigone de Sophocle pour Marcel Bozonnet.

Pensionnaire de la Comédie-Française dès 2003, elle est nommée 516^e sociétaire en 2007. Son parcours théâtral est marqué par des figures féminines fortes comme Lucrèce Borgia dans la pièce homonyme de Victor Hugo, Sophie Von Essenbeck dans Les Damnés (Molière de la comédienne en 2017), Emilie Ekdahl dans l’adaptation de Fanny et Alexandre, la Duchesse Oriane de Guermantes d’après Marcel Proust, Elmire dans Tartuffe, Clytemnestre et Hélène dans Électre / Oreste d’après Euripide ou Nadia dans Hécube, pas Hécube de Tiago Rodrigues créé en 2024 à la Carrière de Boulbon au Festival d’Avignon. Son large répertoire la conduit à interpréter aussi le rôle-titre dans Phèdre de Racine, Catherine dans Juste la fin du monde de Lagarce, Macha dans Les Trois Sœurs de Tchekhov ou Jessica dans La Mer d’Edward Bond. À trois reprises, elle joue le rôle de Marinette dans les spectacles tirés des Contes du Chat perché de Marcel Aymé par Véronique Vella et Raphaëlle Saudinos. Fabien Gorgeart la dirige pour sa part dans Rien ne s’oppose à la nuit, seule-en-scène qu’elle adapte avec l’autrice Delphine de Vigan.

Pour Thomas Ostermeier, elle interprète Jenny la prostituée, un rôle chanté, dans L’opéra de quat’sous de Bertolt Brecht et Kurt Weill créé au Festival d’Aix-en-Provence. Elle participe au Cabaret Boris Vian imaginé par Serge Bagdassarian qui la sollicite également pour Mais quelle Comédie !, revue musicale écrite et comise en scène avec Marina Hands.

Au cinéma, Elsa Lepoivre tourne avec Paul Vecchiali, Carine Tardieu, Christophe Honoré, Alexandre Charlot, Franck Magnier ou Ludovic Bernard et à la télévision dans En thérapie d’Éric Toledano et Olivier Nakache et Touchées d’Alexandra Lamy.