По отцовской линии происходила из рода маркизов де Мерикур, которые, бежав от французской революции 1789 г., перебрались в Россию. Отец Елены был офицером.
В 1890 г. поступила в Рисовальную школу при Императорском обществе поощрения художеств. В 1903-1905 гг. занималась в студии художника Я. Ционглинского.
Елена Гуро умерла от лейкемии в усадьбе Уусикиркко в Финляндии.
Дочь высокопоставленного военного: отец Гуро был секретарём штаба Петербургского ВО и войск гвардии при в. кн. Владимире Александровиче, генерал-лейтенантом; дед по матери — педагог и детский литератор М. Б. Чистяков; сестра Елены, Екатерина Низен, участвовала в публикациях футуристов. Получила художественное образование, занималась живописью в мастерской Я. Ф. Ционглинского, где познакомилась с будущим мужем, музыкантом и художником-авангардистом М. В. Матюшиным. В 1906—1907 брала уроки живописи у Л. С. Бакста и М. В. Добужинского.
В 1909 издала первую книгу рассказов, стихов и пьес «Шарманка»; тираж при жизни Гуро остался нераспроданным, и оставшиеся экземпляры поступили повторно в продажу после её смерти. К книге сочувственно отнеслись Вячеслав Иванов, Лев Шестов, Алексей Ремизов и Александр Блок, с которым Гуро была знакома лично (Гуро иллюстрировала его стихи в альманахе «Прибой») и который проявлял к её творчеству и личности постоянный интерес. В 1908—1910 Гуро и Матюшин входят в складывающийся круг русских кубофутуристов-«будетлян» (Давид Бурлюк, Василий Каменский, Велимир Хлебников), они встречаются в доме Матюшиных на Песочной улице в Петербурге (ныне Музей петербургского авангарда на улице Профессора Попова, Петроградская сторона), там основывается издательство «Журавль», в 1910 выходит первый сборник кубофутуристов «Садок судей», где участвует и Гуро. В 1910—1913 она активно выступает и как художник, на выставках левого «Союза молодёжи» и т. п.
В 1912 Елена Гуро выпускает второй сборник «Осенний сон» (положительная рецензия Вяч. Иванова), включающий одноименную пьесу, ряд фрагментов и иллюстрации автора. Наиболее известная её книга, состоящая в основном из стихотворений, но включающая дневниковые фрагменты — «Небесные верблюжата» (1914) — вышла посмертно. Творчество Гуро вызывало сочувственный отклик самых разных критиков, в том числе отрицательно настроенных к футуризму (так, Владислав Ходасевич противопоставлял её остальным футуристам).
Для творчества Гуро характерен синкретизм живописи, поэзии и прозы, импрессионистическое восприятие жизни, поэтика лаконического лирического фрагмента (влияние Ремизова, «симфоний» Андрея Белого, «стихотворений в прозе» Бодлера и связанной с ним традиции), свободный стих, эксперименты с заумью («Финляндия»). Излюбленные тематики: материнство (в ряде стихотворений отражена тоска по умершему сыну «Вильгельму Нотенбергу», которого на самом деле не было), распространяющееся на весь мир, пантеистическое ощущение природы, проклятие городу, в некоторых стихотворениях социальные мотивы.
Елена Гуро умерла на своей финляндской даче от лейкемии, похоронена там же; могила её не сохранилась. Её памяти футуристы посвятили сборник «Трое», среди молодых петроградских поэтов в 1910-е поддерживался культ Гуро, существовало посвященное ей издательство «Дом на Песочной» (продолжавшее «Журавль»).
Интерес к Гуро пробудился благодаря работе Владимира Маркова «Русский футуризм» (1968); в 1988 в Стокгольме издан её сборник «Selected prose and poetry», в 1995 году там же — неизданные произведения из архивов, а в 1996 в Беркли, Калифорния — «Сочинения». В России изданы два сборника избранного с одинаковым названием «Небесные верблюжата»: в Ростове-на-Дону в 1993 и в Петербурге в издательстве «Лимбус Пресс» в 2002, кроме того, в Петербурге вышли сборники «Из записных книжек» (1997) и «Жил на свете рыцарь бедный» (1999). Творчеству Гуро посвящено большое количество исследований в России и за рубежом.