Унаследовал семейный бизнес — угольные шахты.
В 1928 году награжден высшей наградой США Золотой медалью Конгресса.
В 1917 г. предлагал свои услуги Руалю Амундсену при снаряжении экспедиции на «Мод», но не вошёл в состав команды.
В 1925 г. стал главным спонсором экспедиции Амундсена по достижению Северного полюса на самолёте, стартующего со Шпицбергена. Бюджет экспедиции составил 100 тыс. долл. В полёте участвовало два гидросамолёта, но пришлось совершить вынужденную посадку на лёд в 150 км от полюса, причём один аппарат разбился. Амундсен, Эллсворт и их спутники за 30 дней вручную расчистили взлётную полосу (у них были только ножи и сапёрная лопатка) и смогли взлететь, благополучно возвратившись на Шпицберген.
В 1926 г. Эллсворт участвовал в перелёте дирижабля конструкции Нобиле «Norge» от Шпицбергена до Аляски под командованием Амундсена. Над полюсом они были 12 мая на высоте около 600 м. Именно Эллсворту было поручено сбросить на полюс флаги Норвегии и США. В ходе этой экспедиции Амундсен и Вистинг стали первыми людьми, посетившими оба географических полюса планеты.
Экспедиция на дирижабле «Norge» должна была стать первым в истории пролётом над Северным Полюсом.Однако их опередили Ричард Бэрд и Флойд Беннет.Впоследствии утверждение Берда о первенстве было поставлено под сомнение. Сам Амундсен утверждал,что никакого соперничества не было и его замысел имел иной характер, а именно перелет на другой материк через Северный полюс.
В 1933—1939 гг. Эллсворт финансировал и возглавлял четыре экспедиции в Антарктику. 23 ноября 1935 г. он открыл цепь гор, названных его именем — это часть Трансантарктического хребта.