Елена Антоновна Камбурова родилась 11 июля 1940 года в Новокузнецке (в то время он назывался Сталинском и входил в Новосибирскую область) в семье инженера Антона Семёновича Камбурова (1908—1967), и врача Лидии Марковны Захаровой (1911—2000). Брат — Владимир Антонович Камбуров, инженер. Её детство прошло в городе Хмельницком на Украине, куда переехала её семья. Её предки — греки Приазовья. Мечтала стать актрисой, увлекалась поэзией, но после школы поступила в Киевский институт легкой промышленности, через два года ушла и уехала в Москву поступать в Щукинское училище, но не поступила и работала год на стройке, после поступила в цирковое училище. В 1966 году окончила эстрадное отделение Государственного училища циркового искусства, а позже — отделение эстрадной режиссуры ГИТИСа. Камбурова выступала перед студентами, записывала на радио песни Булата Окуджавы, Новеллы Матвеевой. Вместе с композитором и пианисткой Ларисой Крицкой создала собственный репертуар — синтез музыки, поэзии и актёрской работы — и записала в 1970 году первую сольную долгоиграющую пластинку на фирме «Мелодия».С середины 1970-х годов значительную часть репертуара Камбуровой составляют песенные циклы композитора Владимира Дашкевича, в том числе две сюиты для голоса с оркестром.В 1980-е годы создала авторские программы «Путешествие во времени» (французские и английские баллады), «Ты видишь, я помню» (песни французских шансонье XX века), «Да осенит тишина» (русские народные песни и баллады). В 1988 году исполняла колыбельную "Спи, моя радость, усни" в передаче "Спокойной ночи, малыши".Голос Камбуровой звучит более чем в 100 кинофильмах и мультфильмах. Среди актёрских работ певицы роли в фильмах «Монолог», «Театр неизвестного актёра»,"Воспоминание" о Владимире Высоцком,«Мой нежно любимый детектив» и других. С 1992 года Камбурова — художественный руководитель созданного ею Театра музыки и поэзии. Первый опыт театрального песенного спектакля — «Игра снов» (1993 год), где Елена Камбурова сыграла роль Пьеро.Награждена Царскосельской художественной премией в 1999 году.В 2013 году награждена премией «Своя Колея».В настоящее время активно концертирует.С начала 2000-х годов певица принимает активное участие в защите животных. Была председателем общественного совета по созданию первого памятника бродячей собаке «Сочувствие»В 2006 году Камбурова была награждена Орденом Дружбы. При получении награды актриса обратилась к президенту с просьбой принять закон о защите животных от жестокого обращения, добавив: «Это будет лучшей защитой чести и достоинства человека».В июне 2008 года певица участвовала в митинге на Пушкинской площади в Москве в защиту бездомных животных.В январе 2010 года Камбурова стала инициатором письма к мэру Москвы с предложением о введении должности уполномоченного по правам животных в столицеДома у певицы живут три кошки и собака.