Элизабет Монтгомери родилась в актерской семье, ее отец — знаменитый актер Роберт Монтгомери, а мать — бродвейская актриса Элизабет Брайан Аллен. В 3 года Элизабет начала учиться музыке, освоила фортепьяно и гитару. Затем она поступила в элитную школу, а после — в Академию Драматического Искусства.
Телевизионный дебют Элизабет Монтгомери состоялся в проекте ее отца, «Роберт Монтгомери представляет». А в 1955 году она появилась на большом экране в военной картине «Трибунал Билли Митчелла». В 1965 году актриса была номинирована на премию «Золотой глобус» в категории «лучшая актриса сериала» за один из своих самых успешных проектов «Моя жена меня приворожила». Он шел целых восемь сезонов и неизменно имел высокие рейтинги.
Элизабет Монтгомери впервые вышла замуж в 1954 году, за Фредерика Голлатина, но брак распался очень быстро. Через два года она снова связала себя узами брака, с актером Гигом Янгом, но в 1963 году рассталась с ним, чтобы выйти замуж за Уильяма Эшера. У них было трое детей и брак продержался целых 10 лет. Ее четвертым, последним мужем, был Роберт Фоксуорт, с которым до 1993 года они просто жили вместе.
В 1993 году Элизабет Монтгомери вошла в состав организации, помогающей инвалидам, и перевела им 53% всего своего состояния.
В 1995 году актриса обратилась к врачу с симптомами, похожими на грипп. Но у нее обнаружили запущенный рак кишечника. Вскоре после этого она умерла в своем доме в Беверли-Хиллз, в возрасте 62 лет.
