Son frère Manfred, de deux ans son ainé, est mort durant la Seconde Guerre mondiale dans un train lors d’un bombardement [2]. Elle perdit également son père, ingénieur de profession, à l’âge de huit ans.
De 1994 à 2006, elle incarne la Commissaire Léa Sommer, série télévisée de la chaîne allemande ARD. Les 66 épisodes sont tournés à Francfort et Hambourg. Pour ce rôle, Hannelore Elsner aura, en 1995, le prix Telestar (prix initiés par WDR et ZDF) de meilleure actrice de série télévisée.