Entre 1992 y 1995 participó en algunos episodios de la serie Picket Fences, en el papel de Cynthia Parks. Asimismo, en 1993 prestó su voz para el personaje de Michelle en la película animada El bosque de colores. Ese mismo año apareció en el remake de Gipsy, protagonizada por Bette Midler, y dos años más tarde en la remake del film de Disney Escape to Witch Mountain.

En 1999 tuvo una pequeña participación en Inocencia interrumpida, junto a Winona Ryder y Angelina Jolie. Ese mismo año también participó en Algo va a cambiar en tu vida, junto a Loren Dean. Otros de sus créditos para la pantalla grande incluyen las películas Heredarás la tierra, con Jessica Lange, Michelle Pfeiffer y Jennifer Jason Leigh; Anywhere But Here, junto a Susan Sarandon y Natalie Portman; Virgin; The Missing, con Cate Blanchett y Tommy Lee Jones; The Attic;The Pack; En el camino; The One I Love; The Free World; Did You Hear About the Morgans?, en la que interpretó a la asistente de Sarah Jessica Parker y Get Him to the Greek, en la que trabajó junto a las cantantes Pink, Katy Perry y Christina Aguilera.

También participó en numerosas series de televisión como Law & Order, Invasion, The West Wing (en el papel de la hija pequeña del presidente Barlett) Medium, Grey's Anatomy, Ghost Whisperer y Saturday Night Live, entre otras.

Entre 2007 y 2015 actuó en el papel de Peggy Olson en la multipremiada serie Mad Men. La serie se centra en la vida de Don Draper (Jon Hamm), un alto ejecutivo de publicidad, y la gente con la que trata tanto dentro como fuera de la oficina. También se describen los cambios morales que sufrió la sociedad norteamericana en la década de 1960.

En 2014 ganó el Globo de Oro por la miniserie Top of the Lake, dirigida por Jane Campion.

Desde 2017 da vida a June Osborne en la serie de televisión El cuento de la criada, basada en el libro homónimo de la autora Margaret Atwood, serie con la que ganó su primer premio Emmy y su segundo Globo de Oro.

En 2020 interpretó a Cecilia en el El hombre invisible, dirigida por Leigh Whannell, que reformuló la novela de H. G. Wells como la historia de una mujer aterrorizada por su abusivo ex magnate de la tecnología, que usa su traje de invisibilidad para acosarla. Ese mismo año Moss protagonizó Shirley, junto a Michael Stuhlbarg y dirigida por Josephine Decker, interpretando el papel de la autora Shirley Jackson, que se estrenó en el Festival de Cine de Sundance.

El 25 de octubre de 2009 se casó con Fred Armisen,^[4]​ estrella del programa Saturday Night Live.^[5]​ La pareja se separó en junio de 2010 y Moss pidió el divorcio el 20 de septiembre del mismo año, en Los Ángeles, por diferencias irreconciliables.^[6]​ Los trámites del divorcio concluyeron el 13 de mayo de 2011.^[7]​

En enero de 2024 anunció que iba a ser madre por primera vez.^[8]​

Moss es miembro de la Iglesia de la Cienciología,^[9]​ y asegura que no siente que eso sea incompatible con ser feminista.^[10]​ Después de que un fan cuestionase si su papel en El cuento de la criada le ha hecho replantearse su compromiso con la cienciología, la actriz defendió sus creencias en Instagram, afirmando que "la libertad religiosa, la tolerancia y el entendimiento de la verdad y los derechos de la igualdad para todas las razas, religiones y credos son extremadamente importantes" para ella.^[11]​

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• Elisabeth Moss en Internet Movie Database (en inglés).
• Elisabeth Moss en Instagram