Елена Антоновна Камбурова родилась 11 июля 1940 года в Новокузнецке (входил в то время в Новосибирскую область) в семье инженера Антона Семёновича Камбурова (1908 — ?), 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.[4] В 1966 году окончила эстрадное отделение Государственного училища циркового искусства, а позже — отделение эстрадной режиссуры ГИТИСа. Елена 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).

Москва, вечер памяти жертв Сталинских репрессий, 2010 год. Елена Камбурова исполняет «Реквием»А. Ахматовой на музыку Дашкевича.

Голос Елены Камбуровой звучит более чем в 100 кинофильмах и мультфильмах. Среди актёрских работ певицы роли в фильмах «Монолог», «Театр неизвестного актера», «Мой нежно любимый детектив» и других. С 1992 года Елена Камбурова — художественный руководитель созданного ею Театра музыки и поэзии. Первый опыт театрального песенного спектакля — «Игра снов» (1993 год), где Елена Камбурова сыграла роль Пьеро.

Елена Камбурова открывает памятник «Сочувствие» убитой в Московском метро собаке
Награждена Царскосельской художественной премией в 1999 году.