Nació en Concord, New Hampshire (EEUU) el 7 de agosto de 1890. Su familia se mudó a Nueva York en 1900 y Flynn fue educada en una escuela pública. Convertida por sus padres al socialismo, tenía sólo 16 años cuando pronunció su primer discurso, "¿Qué hará el socialismo por las mujeres?" en el Club Socialista de Harlem. Fue expulsada del instituto como resultado de sus actividades políticas.

En 1907 se convirtió en una organizadora a tiempo completo de los Industrial Workers of the World (IWW). En los años siguientes organizó campañas entre los trabajadores del textil de Pensylvania y Massachusetts, los tejedores de seda de Nueva Jersey, los trabajadores de restaurantes de Nueva York y los mineros de Minnesota. Durante este período la escritora Theodore Dreiser la describió como "la Juana de Arco del East Side". Flynn fue arrestada diez veces durante este periodo, pero nunca fue condenada por ninguna actividad criminal.

En 1936 Flynn se unió al Partido Comunista y escribió una columna feminista para su diario, el "Daily Worker". Dos años más tarde fue elegida para su comité nacional.

Durante la Segunda Guerra Mundial jugó un importante papel en la campaña por la igualdad de oportunidades y de paga para las mujeres y el establecimiento de guarderías para las madres trabajadoras en la industria. En 1942  Flynn se presentó para el Congreso por Nueva York y obtuvo 50.000 votos.

En julio de 1948, 12 líderes del Partido Comunista fueron arrestados y acusados de abogar por el derrocamiento por la fuerza y la violencia del gobierno de los EEUU. Flynn lanzó una campaña por su libertad, pero en junio de 1951  fue arrestada en la segunda oleada de detenciones y acusada de violar la Alien Registration Act. Tras un proceso de nueve meses fue hallada culpable y estuvo dos años en el penal para mujeres de Alderson, en West Virginia. Más tarde escribió sus recuerdos de prisión en: "The Alderson Story: My Life as a Political Prisoner".

Tras cinco años de cárcel fue liberada y pronto llegó a ser presidenta del Partido Comunista, en 1961. Visitó varias veces la URSS y murió mientras se encontraba allí, el 5 de septiembre de 1964. Elizabeth Gurley Flynn tuvo un funeral de Estado en la Plaza Roja. De acuerdo a su voluntad, los restos de Flynn fueron trasladados a los EEUU y enterrados en el cementerio de Waldheim, en Chicago, cerca de las tumbas de Eugene Dennis, Bill Haywood y los mártires de Haymarket.