Родилась 22 апреля 1976 года. В 1993 году окончила среднюю школу, после которой поступила в Московский авиационный институт, где познакомилась со своим мужем Марком Серовым. В августе 2001 года начала работать инженером в Ракетно-Космической Корпорации "Энергия". В 2003 году окончила Московскую государственную академию приборостроения и информатики. В декабре 2006 года Елена Олеговна Серова была зачислена в отряд космонавтов РКК "Энергия". 26 сентября 2014 года совершила космический полёт на пилотируемом корабле "Союз ТМА-14М", после чего провела 5,5 месяцев на Международной Космической Станции, став четвертой женщиной – россиянкой после 17-летнего перерыва побывавшей в космосе, и первой из них – на МКС. 15 февраля 2016 года награждена званием Герой Российской Федерации.

Елена Олеговна Серова – российский политик. Депутат Государственной Думы Федерального Собрания РФ VII созыва с 5 октября 2016 года. Испытатель отряда центра подготовки космонавтов имени Ю.А.Гагарина. Герой РФ. Летчик – космонавт РФ.