Родился в Москве. Внебрачный сын директора частной мужской гимназии Л. И. Поливанова. В 1902 году окончил юридический факультет Московского университета.
Вместе с Андреем Белым организовал поэтический кружок «Аргонавты». В 1904—1909 годах активный сотрудник журнала «Весы». В 1910—1917 годах вместе с Андреем Белым и Э. К. Метнером основал издательство «Мусагет». Эмигрировал в Швейцарию в 1911 году. Подобно своему другу Андрею Белому, увлёкся антропософией Рудольфа Штейнера, однако позже принял католичество и вступил в орден иезуитов. Писал литературно-философские сочинения на немецком языке.
Умер в Локарно, Швейцария.
Христианское мировоззрение Эллиса-Кобылинского не ортодоксально.
Эллис-Кобылинский отстаивал идею перевоплощения, по его мнению множественность личностей — результат греховности человеческой натуры.
Эллис-Кобылинский считал символизм высшей формой творчества. Был сторонником аристократического индивидуализма и поклонником Фр. Ницше.
Интуицию Эллис-Кобылинский считал за сущность символического созерцания, логически различая созерцание чисто интеллектуальное, художественное и мистическое.
Стихи Эллиса «написаны под влиянием Соловьёва, Брюсова, Белого и Бальмонта, свидетельствуют о религиозном миропонимании и поисках, исходят то от детской близости к сверхматериальному миру, то от проникнутой религией жизни средневековья».