Воспитывавшаяся в Лионе, в юности Мартин-Элизабет перебралась в Париж, рассчитывая начать обучение в школе искусств. В городе она познакомилась с Мишелем Эстебаном, ставшим позже ее верным партнером; по его словам, все свое свободное время она тратила на чтение, рисование и сочинение стихов. Вместе с ним она организовала первый во Франции панк-фэнзин «Rock News». Вскоре они приобрели в Париже своеобразную известность как местные Макларен и Вествуд, во многом благодаря лавочке Эстебана под названием «Harry Cover», где продавалась «панковская» одежда и музыкальные записи.
В декабре 1975 года Мартин-Элизабет, прозванная Эстебаном «Лиззи» на английский манер, побывала вместе с ним в Нью-Йорке, где познакомилась с Ричардом Хеллом (позже он сделал Лиззи прототипом Криссы, подруги главного героя, в своем романе «Погнали!») и Патти Смит, которая стала ее хорошей приятельницей; в 1977-м же она переехала в США насовсем. Первым музыкальным проектом Лиззи стал «перформанс-арт коллектив» Rosa Yemen, организованный ею со знакомым гитаристом. Примерно в это же время вышла ее первая книга, «Desiderata», - сборник рисунков и стихотворений, созданный в соавторстве со Смит и Хеллом.
EP «Rosa Yemen», ставший классикой в то время только начинавшегося стиля No Wave, был издан в 1978 г. фирмой Мишеля Эстебана и Майкла Зильки ZE Records, с которой работали такие именитые музыканты, как Лидия Ланч и Suicide. Годом позже там же вышел первый сольный альбом Лиззи, «Press Color», сочетавший в себе элементы электронной музыки, пост-панка, No Wave и классического диско. Половина альбома состояла из перепевок чьих-либо песен, среди которых - «Fire» Артура Брауна, заглавная тема из «Mission: Impossible» и классическая поп-песня «Fever», переименованная на альбоме в «Tumor».
2-й альбом Лиззи, «Mambo Nassau», записанный на Багамах, знаменовал собою отход от классического No Wave; в нем ярче проявилось влияние фанка и этники, стилистически он напоминал некоторые работы Talking Heads. Через 3 года после его выхода в 1981 г. певица начала путешествие по Африке. Ее 3-й альбом, озаглавленный по имени певицы и позже изданный заново под названием «Zulu Rock», был записан с музыкантами из ЮАР в столице Республики; на нем Лиззи окончательно порвала с электроникой, сделав упор на народные мотивы. Вопреки всем ожиданиям, песня «Mais o? Sont Pass?es les Gazelles», изданная синглом, стала во Франции хитом, а сам «Lizzy Mercier Descloux»/«Zulu Rock» называли «альбомом года». За ним последовали «One 4 The Soul», записанный в Бразилии с джазменом Ч. Бейкером, и «Suspense», последний альбом певицы, над которым она работала вместе с Марком Каннингемом из No Wave-ансамбля Mars. После этого Лиззи посвятила себя живописи, изредка включаясь во всевозможные музыкальные проекты и сочиняя саундтреки для кино; в 1995 г. она вернулась к музыке, записала альбом, но в продаже он так и не появился (позднее несколько треков с него вошло на сборник «Best Off», изданный уже после смерти Мерсье). Свои последние годы она провела на Корсике, рисуя и сочиняя стихи; там же она продолжала работать над своим романом «Buenaventura», начатым во время поездки в Швейцарию в 80-х. Издан он так и не был.
В 2003 у певицы был выявлен рак. Годом позже она скончалась в своем доме на Корсике; незадолго до ее смерти на ZE Records были изданы заново «Press Color» (вместе с «Rosa Yemen EP» и бонус-треками) и «Mambo Nassau». Прах покойной, согласно ее воле, был развеян над морем.