Олена Олексіївна Яковлєва народилася 5 березня 1961 р. в Житомирській області, в місті Новоград-Волинському.

Мати — Валерія Павлівна, співробітниця НДІ, батько — Олексій Миколайович, військовослужбовець: родині доводилося часто переїжджати з місця на місце. Як наслідок, Олена Яковлєва змінила багато шкіл.

Школу закінчила в Харкові в 1978 р. Після закінчення встигла попрацювати бібліотекарем в ХДУ і картографом. Потім працювала на Харківському заводі електроапаратури. Зарплату відкладала на поїздку до столиці. Коли накопичила грошей, вирушила до Москви вступати в ГІТІС, Олена в дитинстві вирішила, що стане актрисою. Її прийняли з першої спроби. За словами викладача Яковлєвої, Володимира Андрєєва, на вступних іспитах було зрозуміло, що її чекає велике майбутнє: при вступі, читаючи монолог, Яковлєва встала на коліна і приймальна комісія слухала її стоячи.

У ГІТІСі Олена навчалася в майстерні Володимира Андрєєва (1980–1984).

Закінчивши ГІТІС, прийнята в один з провідних театрів Москви — «Современник». За включення її в трупу театру члени художньої ради на чолі з Галиною Волчек проголосували одноголосно (рідкісний випадок).

Дебютувала в ролі Гітель у відновленій виставі Галини Волчек «Двоє на гойдалках» (1984), за п'єсою У. Гібсона. Першим партнером Яковлєвої був Микола Попков.

У 1986 р. Валерій Фокін запропонував Яковлевій перейти в театр ім. Єрмолової, там вона прослужила три роки. Потім повернулася в «Современник», і — рідкісний випадок — прийнята назад. У травні 2011 р., через 28 років служби в театрі, знову його покинула, разом з нею з театру пішов її чоловік Валерій Шальних.

Дебютом Олени в кіно стала картина Георгія Юнгвальд-Хилькевича «Двоє під однією парасолькою» (1983).

У 1980-ті рр. багато знімалася (Марія в «Плюмбум, або Небезпечна гра» В. Абдрашитова, Міла у «Час літати» А. Сахарова та інші). Всесоюзна слава прийшла до неї після ролі Тані Зайцевої в «Інтердівчинка» (1989) режисера Петра Тодоровського, за скандальною повістю В. Куніна.

У 1990-ті Тодоровський-старший зняв Яковлєву ще в трьох своїх фільмах: «Анкор, ще анкор» (1992), «Яка дивна гра» (1995) і «Ретро утрьох» (1998). Згодом шкодувала про свою не зіграну роль дружини комдива у фільмі Микити Михалкова «Стомлені сонцем» (1994), на яку режисер затвердив Інгеборгу Дапкунайте.

На новий пік популярності актрису піднесла роль Насті Каменської в телевізійному серіалі «Каменська».

Перший чоловік — Сергій Юлін (нар. 20 квітня 1957), драматичний актор, Заслужений артист Російської Федерації (1999), художній керівник Забайкальського крайового драматичного театру. Одружилися, будучи студентами ГІТІСу, через півроку розлучилися.

Другий чоловік — Валерій Шальних (нар. 8 квітня 1956), актор Московського театру «Современник» (1977–2011), Народний артист Росії (2006). Шлюб подружжя зареєстровано 3 березня 1990 р. в Грибоєдовському РАГСі Москви, до цього п'ять років жили у фактичному шлюбі. Свідком на весіллі був Ігор Кваша.

Син — Денис (нар. 7 листопада 1992), вчиться на режисерському факультеті Гуманітарного інституту телебачення і радіомовлення на Великій Поляні в Москві, режисер.