Завършила е „Английска филология“ в Софийския университет и е защитила докторска дисертация в Университета в Кардиф, Уелс. От 1994 г. преподава в Нов български университет. Работила е също така в Германия и Великобритания. Нейните научни изследвания са в областта на усвояването на роден език, обработката на реч от едноезични и двуезични, пространствения език и комуникация, връзката между езиковата и други познавателни способности. Участвала е в различни международни изследователски проекти и е автор на десетки научни публикации. Член е на Управителния съвет на Световното дружество по когнитивна наука. Елена Андонова е директор на Изследователския център по когнитивна наука в НБУ.
