Полное имя - Эллен Кэтлин Помпео (Ellen Kathleen Pompeo).
У неё есть ирландские и итальянские корни. Детство будущая актриса провела в пригороде Бостона со своим отцом и пятью старшими братьями. Мать Эллен умерла, когда ей было 4 года. Вскоре после смерти первой жены отец женился повторно.
В детстве Эллен называли Карандашом из-за её хрупкой фигуры.
Эллен больше двух лет работала официанткой в Майами, там она познакомилась со своим будущим парнем, фотографом Эндрю Розенталем. В 1996 она переехала в Нью-Йорк и начала работать в баре. Там её заметил рекламный агент и предложил участвовать в рекламе компаний Citibank и L'Oreal. Эллен согласилась. После этого последовали маленькие и легко забывающиеся роли в кино.
В 2001 году она переехала в Лос-Анджелес в надежде улучшить свою карьеру.
В 2002-м состоялся её дебют в большом кино - она сыграла в фильме "Миля лунного света" (Moonlight Mile), вместе с Джейком Джилленхолом - но это не принесло желаемых результатов. Эллен не стала отчаиваться и сыграла ещё в нескольких фильмах. В картине "Сорвиголова" (Daredevil, 2003) у неё была роль секретарши Бена Аффлека, но большинство сцен с её участием были вырезаны из окончательной версии.
Далее Эллен появляется в картинах "Поймай меня, если сможешь" (Catch Me If You Can, 2002) и "Старая закалка" (Old School, 2003).
Кроме большого кино, актриса пробовала зацепиться и на телевидении, появилась в двух сериях "Убойной службы" (The Job, 2001 - 2002) и одном эпизоде последнего сезона "Друзей" (Friends, 1994 - 2004).
В 2004 году ей досталась роль Наоми, бывшей девушки героя Джима Керри, в картине "Вечное сияние чистого разума" (Eternal Sunshine of the Spotless Mind). И хотя все эпизоды с её участием были удалены, Эллен Помпео очень благодарна режиссеру фильма Мишелю Гондри за то, что он доверил именно ей сыграть эпизодическую роль в его картине.
В 2005-м Эллен получает свою первую главную роль в медицинской драме "Анатомия страсти" (Grey's Anatomy, 2005) на канале ABC. Её героиня Мередит Грей - хирургический интерн в престижной больнице. Уже скоро этот сериал стал самым рейтинговым и популярным на американском телевидении. В 2007-м Помпео была номинирована на "Золотой глобус" как "лучшая актриса в драматическом сериале". В этом же году она подписала новый контракт с АВС, согласно которому за каждую серию "Анатомии страсти" должна была получать $200 000.
9 ноября 2007 года Эллен Помпео вышла замуж за музыкального продюсера Кристофера Айвери. У них есть дочь - Стелла Луна Помпео-Айвори (15.09.09).
