Maria Elisabeth sinh ngày 5 tháng 2 năm 1737 tại Dinh Schönbrunn ở Vienna.[1] Tuy nhiên, không có sự hân hoan lớn khi sinh cô ra, vì cha mẹ cô đã muốn có một đứa con trai và người thừa kế.

Một đứa trẻ sôi nổi và đáng yêu, cô sớm trở thành niềm yêu thương của cả bố và mẹ. Ông nội của cô, Hoàng đế Charles VI, xem cô là niềm vui lớn của ông, một người cháu gái, người mà ông đặt biệt danh là Liesl, và thường chơi đùa với cô.

Trong chuyến viếng thăm lâu đài Laxenburg vào ngày 7 tháng 6 năm 1740, Maria Elisabeth đột nhiên bị ốm vì đau bụng và nôn mửa. Suốt cả ngày, những cơn đau quặn bụng xen kẽ với tình trạng nôn mửa liên tục cho đến khi cô bé qua đời vào lúc 9 giờ tối ở tuổi 3.[2] Cha của cô là Đức Phanxicô đã báo cáo về cái chết của đứa con đầu lòng của mình:

Lúc tám giờ, tôi được triệu tập và được trao một lá thư từ bác sĩ, từ đó tôi đoán rằng đã đến lúc đưa vợ tôi đi, vì đứa trẻ sẽ không sống lâu hơn. Tôi bước đi một chút bối rối, và thấy vợ tôi hoàn toàn bật khóc khi tôi đến. Tôi cầm chúng bằng tay và mang chúng đến căn phòng của cô ấy. Sau đó tôi trở về với đứa trẻ bị bệnh. Tôi đến được một lúc thì cô bé ngồi dậy, nhìn tôi và nói với giọng rõ ràng, " Tôi tự khen mình, Chúa ơi! ". Rồi cô bé ngã ngửa và chết trong vòng tay tôi.

Maria Elisabeth là thành viên đầu tiên của gia đình Habsburg-Lorraine được chôn cất trong Hầm mộ Hoàng gia, Vienna. Một trong những em gái của cô cũng được đặt tên trùng với cô, Maria Elisabeth của Áo (1743–1808).