Née à New York vers 1978, fille d'un père hongrois émigré au Brésil et d'une mère originaire de Hong Kong, Elizabeth Chai Vasarhelyi grandit sur l'Upper East Side de Manhattan, étudie à la Brearley School puis obtient une licence de littérature comparée à l'Université de Princeton. Son premier film, A Normal Life, remporte le prix du meilleur documentaire au Festival de Tribeca en 2003. Elle poursuit avec Youssou N'Dour: I Bring What I Love en 2009, présenté aux festivals de Telluride et de Toronto, puis Incorruptible, consacré aux élections présidentielles sénégalaises, qui lui vaut le prix Truer Than Fiction aux Independent Spirit Awards 2016. Sa rencontre en 2012 avec le photographe et alpiniste Jimmy Chin, qu'elle épouse en 2013, marque un tournant dans sa carrière : ensemble, ils coréalisent Meru en 2015, plus gros succès documentaire indépendant de l'année, puis Free Solo en 2018, qui leur vaut l'Oscar du meilleur film documentaire en 2019. En 2023, le couple signe son premier long métrage de fiction, Nyad, biopic consacré à la nageuse Diana Nyad porté par Annette Bening et Jodie Foster, avant que le couple n'annonce son divorce en 2025.
Le parcours d'Elizabeth Chai Vasarhelyi, marqué par une double culture hongroise et hongkongaise et un fort ancrage dans le documentaire sociopolitique, a nourri un intérêt constant pour les récits de résilience individuelle face à des systèmes contraignants. Son travail initial sur des sujets géopolitiques, comme les élections au Sénégal pour Incorruptible, lui a donné une rigueur journalistique qu'elle transpose ensuite dans ses portraits plus intimistes de sportifs d'exception. Sa rencontre avec Jimmy Chin a profondément réorienté sa filmographie vers les récits d'exploit physique, tout en conservant sa sensibilité pour la dimension humaine et psychologique de ses sujets plutôt que leur seule performance.
La cinéaste privilégie une approche intimiste du documentaire, cherchant systématiquement à révéler la vulnérabilité et les doutes de ses sujets derrière leurs exploits publics, qu'il s'agisse d'un chanteur sénégalais, d'un grimpeur ou d'une nageuse d'endurance. Sur Free Solo, elle a notamment insisté sur la dimension de récit amoureux entre Alex Honnold et sa compagne, refusant de réduire le film à sa seule prouesse sportive. Avec Nyad, son premier long métrage de fiction coréalisé avec Jimmy Chin, elle a cherché à retranscrire la réalité physique de l'endurance sportive à travers le jeu d'actrice d'Annette Bening, qu'elle a dirigée vers une incarnation quasi documentaire du personnage.
Elizabeth Chai Vasarhelyi a remporté l'Oscar du meilleur film documentaire en 2019 pour Free Solo, ainsi que sept Emmy Awards et un BAFTA pour le même film. Meru a remporté le prix du public au Festival de Sundance 2015 et a figuré sur la liste des présélections aux Oscars 2016. A Normal Life, son tout premier film, avait déjà été récompensé du prix du meilleur documentaire au Festival de Tribeca en 2003, tandis que Incorruptible a reçu le prix Truer Than Fiction aux Independent Spirit Awards 2016.
Jimmy Chin demeure le collaborateur le plus emblématique d'Elizabeth Chai Vasarhelyi, avec qui elle a coréalisé Meru, Free Solo et Nyad. Elle a également dirigé deux actrices vers des nominations aux Oscars, Annette Bening et Jodie Foster, sur son premier long métrage de fiction. Elle a par ailleurs réalisé plusieurs épisodes pour la série documentaire Abstract de Netflix ainsi que pour la série Enhanced d'ESPN, élargissant son travail au format sériel au-delà du long métrage.
La quête individuelle face à des rêves apparemment impossibles, qu'il s'agisse d'une ascension sans corde ou d'une traversée à la nage entre Cuba et la Floride, structure l'ensemble de la filmographie d'Elizabeth Chai Vasarhelyi. Les récits de femmes complexes et déterminées, au cœur de Nyad comme de plusieurs de ses documentaires antérieurs, occupent également une place centrale dans son travail. Enfin, la dimension sociopolitique et la question de la voix donnée à des figures marginalisées, héritée de ses tout premiers films, continue d'irriguer son cinéma même dans ses projets les plus grand public.