Nacida como Ellen Naomi Cohen, Elliot mostró sus aptitudes musicales desde niña. En la escuela recibió clases de piano y más tarde probó con la guitarra, que le parecía más adecuada para el género folk. Cuando estaba en la edad de asistir a la high shool, se centró en sus aptitudes vocales, participando en conciertos y shows escolares. Tras graduarse, se rebeló contra los deseos de sus padres que la querían mandar a una prestigiosa universidad para mujeres, y viajó a Nueva York para integrarse en el ambiente folk de la ciudad. Para ello cambió su nombre a Cassandra Elliot, que pensó le vendría mejor para abrirse camino en la escena musical.
En el Greenwich Village, Cassandra se unió a un grupo llamado Big Three, uno de cuyos componentes, James Hendricks, fue la pareja de Elliot por un tiempo. Llegaron a grabar un par de álbumes, 'The Big Three' y 'Live at the Recording Studio' en el sello FM. En 1964, Elliot y Hendricks formaban parte de los Mugwumps, con los que también grabaron un disco, pero este no se publicaría hasta después del éxito de The Mamas & the Papas.
Mientras tanto, las capacidades vocales de Elliot eran seguidas con admiración por el músico John Phillips que, cuando decidió formar en 1965 un grupo vocal, la reclutó a ella y a otro compañero de los Mugwumps, Denny Doherty, para formar un cuarteto que se completaría con la mujer de John, Michelle Phillips. Los cuatro viajaron a las Islas Vírgenes, donde pasaron cuatro meses desarrollando y perfeccionando su sonido antes de encaminarse a Los Angeles para intentar conseguir un contrato discográfico. Allí fueron descubiertos por el productor Lou Adler, que acababa de fundar el sello Dunhill y les ofreció no sólo un contrato sino también sus servicios como mánager.
Aquel tema con su perfecta melodía pop y las controladas y elaboradas armonías vocales ofrecía al mundo una visión romántica, enigmática y mágica de California. El álbum también contenía los temas 'Monday, monday', una versión del tema de Lennon y McCartney 'I call your name' y la alegre y festiva 'Go where you wanna go'. Elliot y The Mamas and the Papas continuaron su éxito inicial con un álbum homónimo publicado en 1966 que incluía otros dos grandes hits: 'I saw her again' y 'Words of love'.
En 1997 apareció 'Deliver', asimismo con dos temas que escalaron las listas: un remake de 'Dedicated to the one I love' que ya habían grabado las Shirelles y 'Creeque Alley', en la que -en cierto modo- narraban la historia del grupo. Sin embargo, el álbum de 1968 'The Papas and the Mamas' generó únicamente un par de éxitos menores como 'Twelve thirty' y 'Glad to be unhappy'. Por añadidura, problemas conyugales de los Phillips, además de diferencias musicales entre los demás, crearon tensiones en la banda, que finalmente terminó separándose.
Cass Elliot, que aún grababa con el sello Dunhill, no perdió mucho tiempo en comenzar su carrera en solitario. Tomó una de las canciones que el grupo había incluido en su último álbum, 'Dream a little dream' e hizo su propia versión en solitario, con la que alcanzó mayor éxito que la versión del cuarteto. Al año siguiente, la cantante publicó dos álbumes, 'Bubblegum, Lemonade and Something for Mama' y 'Make Your Own Kind of Music', cuyos singles 'It's getting better' y 'Make your own kind of music' fueron las últimas entradas en el Top40 de 'Mama' Cass. En 1971 grabó en colaboración con el guitarrista Dave Mason, 'Dave Mason & Cass Elliot', un interesante trabajo infravalorado y denostado en su día.
Aunque en 1972 cambió de sello, firmando con RCA, no volvió a publicar un tema de éxito. No obstante, siguió siendo una artista muy popular demandada en conciertos y night-clubs. En 1973 se publica su último álbum, 'Don't Call Me Mama Anymore'. Al año siguiente en lo más alto de su carrera y dos horas tras un concierto triunfal en Londres murió, mientras dormía en su apartamento, de un ataque al corazón a los 32 años.
Se da la coincidencia macabra de que en ese mismo apartamento -que pertenecía a Harry Nilsson- murió cuatro años después el baterista Keith Moon. En su día se generó la leyenda urbana de que la muerte de Cass Elliot fue provocada por asfixia al intentar en vano tragar un sandwich, pero ésta fue desmontada en el momento de la autopsia, que confirmó el fallo cardíaco.