Ellen Gracie Northfleet nasceu na cidade do Rio de Janeiro, RJ, em 16 de fevereiro de 1948.
Iniciou os estudos acadêmicos na Faculdade de Direito da então Universidade do Estado da Guanabara, tendo concluído, em 1970, em Porto Alegre, o Curso Ciências Jurídicas e Sociais pela Faculdade de Direito da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Em 1982 pós-graduou-se em Antropologia Social pela mesma Universidade.
Exerceu a advocacia. Em 1983 foi aprovada em concurso público de provas e títulos como docente do Departamento de Direito Privado e Processual Civil da Faculdade de Direito da UFRGS. Em 1987, como professora do Centro de Ciências Jurídicas da Universidade do Vale do Rio dos Sinos (Unisinos), ministrando a disciplina de Direito Constitucional.
Integrou o Conselho Seccional da OAB/RS. Foi diretora-fundadora (1986-1987) da Escola Superior da Advocacia (ESA) da Ordem dos Advogados do Brasil. Em 1988, foi eleita vice-presidente do Instituto dos Advogados do Rio Grande do Sul (IARGS).
Foi bolsista da Fundação Fullbright do Governo dos EUA "Hubert Huphrey Fellowship Program" (1991-1992), com vinculação acadêmica à American University, Washington D.C. School of Public Affairs - Department of Justice, Law & Society, onde cursou "Complex Organizational Theories in Court Systems and Legal Organizations" e "Court Managemente Practices". Atuou como jurista em residência junto à Law Library of Congress dos EUA, tendo participado da elaboração do Projeto GLIN - Global Legal Information Network.
De 1973-1989 exerceu o cargo de Procuradora da República. Em 1976 foi Procuradora Regional Eleitoral Substituta. Entre 1976-1978 atuou como membro do Conselho Penitenciário do RS, na qualidade de representante do Ministério Público Federal (MPF). Entre 1975-1976, representando o Ministério da Justiça, integrou o Conselho Deliberativo da Superintendência do Desenvolvimento da Região Sul (Sudesul).
Nomeada para compor o Tribunal Regional Federal (TRF) da 4ª Região, em vaga destinada a membros do Ministério Público Federal, tomou posse e entrou em exercício em 31 de março de 1989. Na ocasião, foi indicada para compor a Comissão Elaboradora do Regimento Interno do tribunal.
Exerceu a Vice-Presidência entre 1995-1997. No biênio 1997-1999 foi Presidente do TRF da 4ª Região.
Empossada como ministra do Supremo Tribunal Federal (STF) em 14 de dezembro de 2000, tornou-se a primeira mulher a integrar a Suprema Corte do Brasil desde a sua criação, em 1891. Assumiu a Vice-Presidência do STF em junho de 2004, e a Presidência em abril de 2006 (biênio 2006-2008). Aposentou-se por Decreto de 5 de agosto de 2011, publicado no DOU, Seção 2, p.1 em 8 de agosto de 2011.