Элли Уокер родилась в Таллахома, штат Теннеси, а выросла в Санта-Фе (штат Нью-Мексико). Первоначально планировала стать учёным, получила степень по биохимии.
Уокер начала свою карьеру с ролей в нескольких фильмах в конце восьмидесятых. В 1988 году она присоединилась к актерскому составу сериала "Санта-Барбара", в котором снималась в течение года. Ее наиболее известные роли на телевидении были в сериалах «Луна над Майами» и «Профиль убийцы».
В 2007 году она снималась в экспериментальном сериале HBO «Скажи мне, что любишь меня». У нее была роль второго плана в криминальной драме «Дети Анархии».
В 2011 году Уокер играет главную роль в сериале «Защитница», рассказывающем о матери-одиночке, которая пытается сбалансировать свою карьеру детектива в Нью-Йорке и матери.