w 1896 roku wyszła za mąż za Berlińskiego handlarza tekstyliami Maxa Löwenthala (1864-1914), z którym miała troje dzieci: córki Ilse (1897-1934) i Margot (1899-1986) oraz syna, który urodził się w 1903 roku, ale zmarł wkrótce po urodzeniu. Mieszkali razem w Hechingen. W 1902 roku Max Löwenthal podjął pracę w Berlinie. Jego rodzina pozostała w Hechingen. Rozwiodła się z Maxem 11 maja 1908 roku i przeprowadziła się z dwiema córkami do mieszkania nad rodzicami przy Haberlandstrasse 5 w Berlinie.,
rozpoczęła związek ze swoim kuzynem Albertem Einsteinem w kwietniu 1912 roku, gdy Albert był jeszcze żonaty z jego pierwszą żoną, fizyczką Milevą Marić. Einstein rozstał się z Milevą w 1914 roku, a ich rozwód nastąpił 14 lutego 1919 roku. Elsa wyszła za niego trzy i pół miesiąca później, 2 czerwca 1919 roku.,
matki Elsy i Alberta były siostrami, przez co Elsa i Albert byli kuzynami, a ich ojcowie byli kuzynami.
wraz z pasierbami Ilse i Margot Einsteini utworzyli zwartą rodzinę. Chociaż Albert i Elsa nie mieli własnych dzieci, Albert wychował Ilse i Margot jako własne. Mieszkali w okolicach Berlina, posiadając także domek letniskowy w Caputh w pobliskim Poczdamie. Ilse przez krótki okres pełnił również funkcję sekretarza Einsteina.,
Elsa spędziła większość swojego małżeństwa z Albertem, pełniąc rolę jego strażnika, chroniąc go przed niepożądanymi gośćmi i szarlatanami. Była również siłą napędową budowy ich letniego domu w 1929 roku.
późniejsze życie
w 1933 roku Albert i Elsa Einstein wyemigrowali do Princeton, New Jersey, USA. Jesienią 1935 roku przenieśli się do domu przy Mercer Street 112, ale wkrótce potem u Elsy rozwinęło się opuchnięte oko i zdiagnozowano u niej problemy z sercem i nerkami. Kiedy zdiagnozowano Elsę, Einstein postanowił spędzić większość czasu na studiach., W książce Waltera Isaacsona Einstein: his Life and Universe stwierdził, że „ciężka praca intelektualna i patrzenie na naturę Boga są pojednaniem, umacniającymi, ale nieustępliwie surowymi aniołami, które poprowadzą mnie przez wszystkie życiowe kłopoty”. W ten sposób Einstein próbował uciec od swoich kłopotów, koncentrując się na pracach, które odciągną go od śmierci Elsy. Elsa zmarła po ciężkiej chorobie 20 grudnia 1936 roku w domu przy Mercer Street.