Elizabeth era l’unica figlia di Lawrence Tanfield, avvocato e giudice di successo, ed Elizabeth Symondes Tanfield, che proveniva da una famiglia della piccola nobiltà di campagna; entrambi avevano la reputazione di essere persone molto severe e arroganti. Il principale merito che Lawrence Tanfield ebbe nella vita della figlia fu quello di lasciarle consultare i libri della sua biblioteca. La piccola Tanfield, figlia unica e priva di compagni della sua età, trascorse un’infanzia molto solitaria, rifugiandosi nella lettura. Elizabeth leggeva voracemente, spesso anche tutta la notte, al punto che sua madre proibì ai servi di fornirle candele per leggere al buio. Proprio in giovanissima età la Cary compose una versione dal latino delle Epistolae di Seneca e tradusse dal francese un trattato geografico di Ortelius, Le Miroir du Monde, dedicando il manoscritto al prozio Sir Henry Lee, che lo fece pubblicare ad Amsterdam nel 1598.

Anche se Elizabeth era piuttosto determinata, non poté comunque sottrarsi all’obbligo di sposare un uomo che lei neppure conosceva: nel giugno del 1602, quando aveva sedici o diciassette anni, fu contrattato il suo fidanzamento con Henry Cary, cavaliere dal 1599, di dieci anni più grande, e nell’autunno dello stesso anno venne celebrato il matrimonio. Per i Tanfield era molto vantaggioso acquisire un genero connesso con la nobiltà, mentre Henry Cary era principalmente interessato alla ricca dote della ragazza.

La convivenza con la suocera risultò particolarmente difficile per Elizabeth. Nel clima di tensione della casa di Lady Katherine Cary, Elizabeth si rifugiò nella sua placida solitudine. La suocera, indispettita dal suo comportamento, che giudicava poco rispettoso, la trattava molto duramente, e giunse al punto di confinarla nella sua stanza; eppure la giovane non era angosciata da questa sorta di ‘prigionia’, poiché poteva dedicarsi in tutta tranquillità alla sua grande passione: leggere. Lady Katherine, inasprita dal diletto che Elizabeth provava nella lettura, fece portar via tutti i suoi libri. Così Elizabeth iniziò a scrivere versi di propria mano. Fu probabilmente in questo periodo, durante i primi anni di matrimonio, che Elizabeth compose The Tragedy of Mariam, The Fair Queen of Jewry e altre opere originali. Il testo di The Tragedy of Mariam fu pubblicato nel 1613, ma non venne mai rappresentato a teatro, poiché si trattava di un closet drama, un tipo di testo destinato solo alla lettura e non alla messa in scena. Protagonista è Mariam, la moglie di Erode il Grande (figura emblematica di tiranno senza scrupoli), che soffre a causa del suo dispotico consorte; nel testo affiorano numerose affermazioni sulle ingiustizie subite dalle donne in una società patriarcale. Allo stato delle conoscenze attuali, si può supporre che la pubblicazione di Mariam nel 1613 sia stata la prima pubblicazione di un dramma originale scritto in inglese da una donna.

Dal 1609 al 1625 Elizabeth diede alla luce undici figli, ma il suo matrimonio con Henry Cary non fu mai felice: Elizabeth era una donna estremamente intelligente, acuta, intuitiva, desiderosa di imparare; Henry Cary era un uomo ostinato, rigido e intollerante. Elizabeth attraversò anche periodi di forte depressione, che raggiunsero il loro apice durante la seconda e quarta gravidanza, quando perse la lucidità mentale avvicinandosi alla soglia della pazzia.

Grazie al patrimonio della moglie, Henry Cary intraprese una carriera di successo nella corte giacomiana e nel 1620 i due coniugi Cary furono nominati Visconte e Viscontessa Falkland.

Alcune delle opere scritte dalla Cary - fra le quali The Tragedy of Mariam - circolarono da subito in manoscritto nelle coteries intellettuali e, a poco a poco, si venne affermando la sua fama di donna colta e scrittrice.

Ad un certo punto, però, Elizabeth fece qualcosa che sconvolse completamente la sua vita e quella della sua famiglia; nel 1626 si convertì ufficialmente alla religione cattolica. Con un solo gesto sfidò tutte le autorità che avevano cercato d’imporsi su di lei: il sovrano, la famiglia d’origine, che l’aveva educata secondo i principi protestanti, e il marito, che detestava i cattolici. Quest’ultimo, fuori di sé dalla rabbia, richiese immediatamente la separazione legale, per evitare che il disonore ricadesse su di lui. Per Elizabeth ebbe inizio una vita d’inferno: Henry le tolse i figli e la privò dei mezzi di sostentamento economico. La Viscontessa visse in uno stato di indigenza fino alla morte.

La cosa più straordinaria è che, in mezzo alle grandi difficoltà economiche, Elizabeth ricominciò a scrivere, soprattutto opere che testimoniavano la sua profonda convinzione religiosa: poesie e inni dedicati alla Vergine Maria; vite di Sante in versi; traduzioni delle opere di alcuni teologi francesi. Le sue traduzioni dell’opera completa del cattolico Cardinal du Perron sono tutte scomparse, tranne una: The Reply of the Most Illustrious Cardinall of Perron, to the Answeare of The Most Excellent King of Great Britaine. La traduzione di Elizabeth fu pubblicata nel 1630 a Douai; in Inghilterra venne censurata e molte copie di The Reply furono bruciate, ma alcune sfuggirono alle fiamme e sono giunte sino a noi.

La Viscontessa Falkland morì nel 1639 a causa di una malattia ai polmoni e fu sepolta nella cappella privata della regina cattolica Enrichetta Maria, in virtù della loro amicizia.