Née à Oldham, au Grand Manchester, Karen Elson a suivi des cours au North Chadderton School à Chadderton, avec sa sœur jumelle Kate Elson.
Elle débute dans le mannequinat à l'âge de seize ans quand elle est découverte par le propriétaire de Boss Models à Manchester.
À l'âge de dix-huit ans, elle pose en couverture du magazine Vogue Italia, photographiée par Steven Meisel.
En 1998, elle remporte le titre de Model Of The Year aux VH1 Fashion Awards.
De nouveau photographiée par Steven Meisel, elle est présentée en couverture du Vogue américain de comme « Models of the Moment ».
En 2005, Elson est nommée aux « British Fashion Awards(en) », et remporte le titre de meilleur mannequin.
En , elle est photographiée par Nick Knight pour la couverture du Vogue anglais, qui la surnomme Fashion's Red Queen.
Durant la saison Automne/Hiver 2008-2009, elle représente la marque de grands magasins britanniques John Lewis(en).
Elle est également photographiée avec Jon Kortajarena par le styliste Tom Ford pour les lunettes Tom Ford de la collection Printemps/2009.
À la fin de l'année 2009, elle pose pour H&M.
En 2010, elle succède à Angelina Jolie en devenant le nouveau visage de la marque de mode américaine St. John. En 2011, elle est remplacée par Kate Winslet.
Toujours en 2010, elle devient l'égérie du parfum YSL Opium.
Plus tard, elle pose pour la collection Automne/Hiver 2010-2011 de Louis Vuitton avec Natalia Vodianova et Christy Turlington. Elle apparaît ensuite dans la campagne publicitaire de Trussardi, collection Printemps/été 2011. Elle est également photographiée par le duo Mert and Marcus pour la marque Roberto Cavalli.
En 2010, elle sort son premier album, The Ghost Who Walks produit par Jack White. L'album est plutôt bien reçu par la critique, ce qui lui permet de s'affirmer dans le monde de la musique[5],[6],[7].
Vie privée
Karen Elson a eu une relation avec l'ex-guitariste des Smashing Pumpkins, James Iha, avec qui elle a travaillé sur la chanson Last Time I Saw Her[8].
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