Nach Abschluss ihrer Schauspielausbildung begann Elsner ihrer Karriere an Theatern in München und Berlin. Unter der Regie von Edgar Reitz und [[István Szabó]] schuf sie sich einen Namen als Charakterdarstellerin in Kinofilmen.
In den 80er und 90er Jahren wirkte Hannelore Elsner in zahlreichen Fernsehserien mit. Für die Darstellung der Lea Sommer in der Serie Die Kommissarin wurde sie 1995 mit dem Telestar ausgezeichnet.
- Immer die Mädchen (1959) mit Hans-Joachim Kulenkampff - Das Mädchen mit den schmalen Hüften (1960) - Immer wenn es Nacht wird (1961) - Die Nacht des Schreckens (1963) - Die spanische Fliege (1966) - Die Herren mit der weißen Weste (1969) - Willi wird das Kind schon schaukeln (1971) mit Heinz Erhardt - Der Stoff, aus dem die Träume sind (1972) nach Johannes Mario Simmel - Tod auf der Themse (1973) - Flucht (1977) - Weekend (1980) - Mann ohne Gedächtnis (1984) - Pizza Express (1988) - Der Tod kam als Freund (1991) - Klippen des Todes (1993) mit Heinz Hoenig - Elfenbein (1994) - Das Mädchen Rosemarie (1995) - Kai Rabe gegen die Vatikankiller (1998)