Erzsébet, Miksa bajor herceg (1808-1888) és Ludovika (1808-1892) bajor királyi hercegnő harmadik gyermekeként látta meg a napvilágot 1837-ben, Münchenben.

Gyermekkorát jórészt Possenhofenben, a Starnbergi tó partján töltötte. A család meglehetősen szabad életvitele nem terhelte kötelezettségekkel: úszással, lovaglással, hegymászással foglalkozott legszívesebben.
Ludovika nővére, Zsófia (1805-1872) bajor királyi hercegnő Ausztria császárának, I. Ferenc Józsefnek az édesanyja volt. Huszonhárom éves fia számára - az osztrák-német kapcsolatok megszilárdítása céljából - német hercegnőt keresett, így esett a választás (több sikertelen kísérlet után) a Wittelsbachokra, a hercegi család legidősebb lányára, Ilonára. A két fiatal első találkozására 1853 augusztusában, Ischlben került sor. A találkozóra Ludovika kisebbik lányát, Erzsébetet is magával vitte, aki éppen szerelmi bánat miatt búslakodott. A szép, szőke császár érdeklődését Ilona helyett a tizenhat éves, copfos, csendes, gátlásos kislány keltette fel. A kölcsönös szerelemből 1854 áprilisában megkötött házasság azonban kevés boldogságot hozott Erzsébetnek. A Hofburg falai között alig találkozott a napi politikával, az uralkodás gondjaival teljesen lekötött ifjú férjével. Erzsébet magányos volt, senkivel nem oszthatta meg bánatát, amit a szabad, boldog vidéki élet elvesztése s napirendjének a rideg udvari etiketthez való igazítása okozott. Személyisége kezdettől fogva ellentétben állt a ráosztott szereppel: a mellé rendelt idős, unalmas udvarhölgyek állandóan kritizálták öltözködését, műveltségét, tánctudását, viselkedését. Erzsébet legkíméletlenebb bírálója azonban anyósa, Zsófia főhercegné volt.

Az ifjú császárné gyermekkora óta érdeklődött az irodalom és a történelem iránt. Helyzetéből adódóan hamar kialakult benne a politikai életben való tájékozódás tehetsége. Egyetlen alkalom volt azonban, amikor a politikába komolyan be is avatkozott, s ezt éppen a magyarok érdekében tette. Az 1848/49-es magyar forradalmat és szabadságharcot leverő Ferenc József felesége - talán Zsófia ellenszenve miatt is - szimpatizált a magyarokkal. 1863-tól nagy kitartással tanulta a nyelvet és a történelmet, magyar udvarhölgyeket és felolvasónőt vett maga mellé. Rendszeres levelezésben állt a magyar liberálisokkal: Andrássy Gyulával és Deák Ferenccel. Szenvedélyesen képviselte ügyüket, úgy vélte, ez a monarchia megmaradásának egyetlen esélye: határozott, már-már zsaroló hangvételű levelek tucatjaiban szólította fel a császárt az osztrák-magyar kiegyezésre. A porosz-osztrák háborúban elszenvedett végzetes vereség után a magyar viszonyok rendezésében érdekelt császár engedett: 1867 februárjában létrejött a kiegyezés, s az új állam: az Osztrák-Magyar Monarchia. Június 8-án I. Ferenc Józsefet magyar királlyá, Erzsébetet magyar királynévá koronázták. Erzsébet teljesen magáénak érezte a magyarok függetlenedési törekvéseit. Olyannyira, hogy egy nem a nyilvánosságnak szánt költeményében elárulja: fiút kíván szülni Magyarországnak, akit magyarnak nevel, s aki majd uralkodóként elszakítja Ausztriától az országot. Ezen elhatározása jegyében született meg Budán 1868-ban legkisebb gyermeke, a magyar királykisasszonynak is nevezett Mária Valéria.

Erzsébet a továbbiakban is érdeklődött a politikai események iránt, de minél többet tudott, annál jobban taszították őt a történelmi igazságtalanságok. Ezért távol tartotta magát a politikától, s magánemberként a köztársaság eszméjének híve volt.