Dopo aver iniziato giovanissima gli studi di canto con Virginio Profeta, Elisabetta Fiorillo entra nel 1980 nel coro del Teatro San Carlo di Napoli come contralto, lasciato il coro dopo due anni, si dedica al perfezionamento della propria tecnica vocale con il maestro Ettore Campogalliani. Dopo aver anche frequentato la Scuola di musica di Fiesole e l'Accademia verdiana con Carlo Bergonzi la sua consacrazione si ebbe nel 1983 quando conseguì la vittoria nel concorso "Mattia Battistini" di Rieti. Nell'ambito della stagione prodotta da Franca Valeri e Maurizio Rinaldi in connessione con il concorso, alla Fiorillo viene affidato il ruolo di Ulrica in Un ballo in maschera, la prima di una lunga serie di interpretazioni che avrebbero fatto del personaggio della maga uno dei suoi maggiori cavalli di battaglia.

Da allora si può affermare che la Fiorillo è divenuta il mezzosoprano verdiano più acclamato per le sue qualità drammatiche e quindi spiccatamente verdiane. Il suo repertorio comprende Azucena (Il trovatore), la Principessa d'Eboli (Don Carlo), Amneris (Aida), Mrs Quickly (Falstaff), Preziosilla (La forza del destino), Fenena (Nabucco) e Federica (Luisa Miller). Ha cantato in Italia e all’estero, soprattutto in Germania (Deutsche Oper di Berlino, Staatsoper di Amburgo, Bayerische Staatsoper di Monaco di Baviera, Semperoper di Dresda), Spagna (Teatro Real di Madrid, Liceu di Barcellona, Teatro Arriaga di Bilbao, Teatro Campoamor di Oviedo) e Francia (Opéra di Nizza, Opéra du Rhin di Strasburgo, Opéra di Montecarlo), ma anche altrove, dal Festival di Salisburgo, al Covent Garden di Londra alla Otsu Biwako Hall di Tokio. Ha interpretato il Requiem di Verdi sotto la direzione di Giuseppe Sinopoli e di Riccardo Muti (in tournée con il Teatro alla Scala di Milano).

Fermo restando il carattere assolutamente predominante della produzione verdiana, sono comunque diventate parte del repertorio stabile della Fiorillo anche Cavalleria rusticana (Santuzza) e La Gioconda (sia come Laura sia nella parte della Cieca), ed ha inoltre cantato nei Dialoghi delle Carmelitane (Madame de Croissy) a Trieste, in Norma (Adalgisa) a Dresda, nel Roberto Devereux (Sara) e nell'Anna Bolena (Giovanna Seymour) a Oviedo, nell'Arlesiana (Rosa Mamai) al Teatro Rendano di Cosenza, e nell'Adriana Lecouvreur (Principessa di Bouillon) a Barcellona.