Née à Detroit (Michigan), Ellen Burstyn débute comme mannequin tout en travaillant dans un grand magasin. Après un séjour à Dallas, elle se rend à New York, où elle fait ses premières apparitions télévisées et décroche un rôle régulier dans le show de Jackie Gleason. Débutant à Broadway en 1957 dans "Fair Game", elle y remportera dix-huit ans plus tard le Tony, le Drama Desk et l’Outer Critics Circle Award dans la comédie de Bernard Slade "Same Time, Next Year".
Ellen Burstyn a joué à divers moments de sa carrière sous les noms de Keri Flynn, Erica Dean, Edna Rae Gillooly et Ellen McRae. Première femme élue à la présidence de l’Actors Equity Association, elle est, depuis juin 2000, coprésidente de l’Actors Studio aux côtés d’Al Pacino et Harvey Keitel.
Ellen Burstyn a enregistré d’innombrables succès à l’écran, à la scène et à la télévision et s'est révélée une collaboratrice modèle pour des réalisateurs aussi divers que William Friedkin (
L'Exorciste), Martin Scorsese (
Alice N'Est Plus Ici), Alain Resnais (
Providence), Bob Rafelson (
The King Of Marvin Gardens), Peter Bogdanovich (
La Derniere Seance), Paul Mazursky (
Alex In Wonderland,
Harry Et Tonto), etc. Couronnée à l’Oscar, au Golden Globe et au British Academy Award pour le rôle-titre d’
Alice N'Est Plus Ici, elle a été sélectionnée à l’Oscar et au Golden Globe pour
La Derniere Seance et
L'Exorciste, et citée à l’Oscar pour
Resurrection,
Meme Heure, L’annee Prochaine et, en 2000,
Requiem For A Dream.
En 2006, Darren Aronofsky lui offre à nouveau un rôle dans
The Fountain aux côtés de Hugh Jackman. On la retrouve en 2008 dans quatre films :
The Stone Angel (au côté d'Ellen Page, la jeune actrice révélée par
Juno),
The Loss Of A Teardrop Diamond,
Greta, et surtout dans le film très polémique d'Oliver Stone :
W., dans lequel elle joue le rôle de la mère de Georges W. Bush (interprété par Josh Brolin). En 2009, elle est à l'affiche de
Lovely, Still, une histoire d'amour, où elle tient l'un des rôles principaux.