Елена Вторыгина родилась 17 августа 1957 года в городе Архангельск. Трудовую деятельность начала в 1979 году председателем профсоюзного комитета училища №15. С 1982 года работала методистом в профсоюзном комитете Соломбальского комбината, где в 1988 году была избрана заместителем председателя профкома.
В 1990 году Вторыгина перешла на должность заместителя председателя областного комитета профсоюза работников среднего и малого бизнеса.
С 1999 года трудилась в администрации Архангельской области. В том же году была назначена председателем созданного Комитета по делам семьи, женщин и детей.
В 2000 году, без отрыва от работы окончила два ВУЗа: Северный институт предпринимательства по специальности «Юриспруденция» и Российскую академию государственной службы при президенте РФ по специальности «Государственное и муниципальное управление».
В декабре 2004 года Елена Андреевна была избрана в Архангельское областное собрание депутатов IV созыва. Работала в областном собрании на постоянной основе. В 2005 году заняла должность заместителя председателя.
На выборах 2007 года баллотировалась в Государственную Думу от партии «Справедливая Россия» по партийным спискам, но в Думу не прошла. В итоге вакантный мандат Вторыгиной передал Сергей Миронов, являющийся на тот момент главой Совета Федерации.
После того, как 18 мая 2011 года Сергей Миронов был отозван Законодательным собранием Санкт-Петербурга из Совета Федерации, Вторыгина передала ему свой мандат, отказавшись от депутатских полномочий. В том же году политик вновь выдвигалась в Госдуму РФ, однако снова не прошла. Через два года, в 2013, после скандала с недвижимостью в США, Владимир Пехтин сложил полномочия депутата Госдумы, а вакантный мандат перешел Елене Вторыгиной.
На очередных выборах 18 сентября 2016 года Вторыгина Елена Андреевна избрана депутатом Государственной Думы Российской Федерации VII созыва. В законодательном органе занимает должность заместителя председателя парламентского комитета по вопросам семьи, женщин и детей. Входит в состав Всероссийской Политической Партии «Единая Россия».