Hija del pintor Manuel Colmeiro, emigró con su familia a Buenos Aires en el año 1941, coincidiendo con el éxodo masivo provocado por motivos políticos y económicos que siguió al final de la guerra civil española. En 1948 ingresó en la Escuela Nacional de Cerámica que dirigía el profesor Fernández Arranz. Ella misma explicaba cómo se decantó por la cerámica: «Mi padre no intervino para nada en mi decisión de elegir la cerámica […]. Mi idea inicial era la de hacer arquitectura, pero eso suponía dinero y en casa no sobraba».
Cuando todavía era estudiante, ganó el primer premio en el Salón Anual de Artes Plásticas, y a continuación realizó un curso de pedagogía para poder ser profesora. Comenzó su carrera laboral simultaneando la docencia en una institución italiana con su trabajo coloreando vajillas en varias fábricas. En el año 1954 realizó su primera exposición en la Galería Müller de Buenos Aires. Al año siguiente regresó a Galicia, instalándose definitivamente en esta comunidad. En el año 1956 expuso su obra en la Sala Fraga de Vigo, y dos años más tarde se casó con el escultor Jesús Valverde.
La proyección de su obra a nivel más amplio cristalizó en la muestra de la Galería Jorge Juan de Madrid de 1960 y en la del Ateneo en 1962. En esta época Antonio Prieto le ofreció una estancia en el Mill College que ella rechazó. Con el tiempo se arrepintió de no haber aprovechado esta oportunidad porque en España se sentía aislada; el trabajo no era colectivo, y apenas encontraba personas que se dedicaran a la cerámica. En 1964 le concedieron la Beca de la Fundación Juan March, y al año siguiente la seleccionaron para la exposición itinerante 10 artistas españoles en Francia. En 1966 recibió el primer premio de la Bienal de Uruguay y en 1967 la medalla de oro en la Exposición Internacional de Cerámica de Faenza.
A finales de la década de los sesenta visitó al maestro Llorens Artigas con el afán de seguir profundizando en el conocimiento de la cerámica. Poco después, en un viaje a Siracusa, conoció a Anthony Caro que afianzó su rechazo hacia la servidumbre de las instituciones educativas y el mecenazgo a la técnica, que actuaba en detrimento de la crítica y la imaginación, y que ella misma tuvo que acatar durante un tiempo.
Recibió una bolsa de viaje para el Mill Collage de Oakland en San Francisco, que esta vez sí acepta. Sus primeras exposiciones individuales a nivel internacional (como la de la Galería Internacional de Bruselas) le proporcionaron un mayor reconocimiento y fueron el impulso decisivo para que en el año 1970 la Dirección General de Bellas Artes organizase una retrospectiva sobre su obra. El siguiente paso en su formación lo da en el European Ceramics Work Centre de Holanda, dirigido por Xabier Toubes, donde disfruta de una estadía. Actualmente, vive y trabaja en Madrid.
Las primeras obras de Elena Colmeiro se desarrollan en el ámbito de la cerámica utilitaria que decoraba con colores muy brillantes. Paulatinamente el proceso tiende hacia una valoración progresiva del interior de las formas. En la década de los cincuenta, Elena Colmeiro entra en total sintonía con las propuestas informalistas de las artes plásticas que se desarrollan en los círculos madrileño y catalán.
En los años setenta compagina la producción de obras de gran tamaño, en las que reflexiona sobre la espiral y donde el color se confunde con la materia, con las de pequeño formato. En los años ochenta aparecen las placas y se decanta por la forma circular. Tras pasar un periodo investigando en la Fábrica de Sargadelos, deja de modelar y construye. Acumula diversos fragmentos de placas que crecen en altura, y la gama de colores se impregna de azul, ocre, blanco y tierras. A finales de la década introduce el hierro y la madera, tratados en estructuras geométricas simples, y empieza a valorar el hueco y su capacidad expresiva. Para María Rosa Gómez Sanz es en este momento cuando Elena Colmeiro se convierte en escultora. Al introducir como material el carburo de silicio, su obra adquiere unas formas prismáticas y aristadas. El barro y el silicio le permiten realizar obras orgánicas o constructivas, indistintamente, donde exalta el material y sus texturas.
En la década de las noventa potencia el carácter escenográfico, enfatizando el interés espacial con diferentes planos de color. Restos de ladrillos y hierro son los principales materiales de sus últimas obras. En estos años realiza piezas inestables que parecen desafiar a la gravedad. El movimiento se convierte en una constante. Puede tratarse de un «movimiento centrífugo de gran velocidad», pero también es un movimiento en equilibrio que dota de una fragilidad las piezas, que se acentúan mediante su superficie rugosa y agrietada.
Sus obras se encuentran en el Museo de Cerámica (Barcelona); Museo de Cerámica González Martí; Parlamento de Galicia; macuf (A Coruña); Museo de Pontevedra; Fundación Museo Salvador Victoria (Rábielos de Mora, Teruel); Museo Quiñones de León (Vigo); Colección de Arte Afundación (Vigo); Museo Ariane (Ginebra); Escuela de Arte (Edimburgo); Keramion Museum (Frechen, Alemania), y Prefactural Museum (Saga, Japón), entre otros.