Cansel Elçin, 20 Eylül 1973 tarihinde İzmir Tire'de doğmuştur. Babası bir terzidir. Bir abisi var. İlkokul 1 ve 2'yi Tire'de okudu. 8 yaşında ailesi ile birlikte gittiği Paris'te yaşamını devam ettiren Cansel Elçin, ilk ve orta eğitimini Paris'te Lycée Racine'de tamamladı. Lisede dil ve edebiyat okudu. Sonra üniversiteye başladı ama 6 ay sonra bıraktı. 90'lı yıllarda bir süre ticaretle uğraştı. Türkiye'den Denizli ve Bursa'dan getirdikleri bornoz, çarşaf, tekstil gibi ürünleri büyük zincir mağazalara sattı. Bundan da sıkılınca dört senelik bir tiyatro okuluna girdi. Bu dönemde parasız kaldığında krepçide krep yaptı, garsonluk, barmenlik, sonra Ritz'te şoför olarak çalıştı, özel şoförlük de yaptı.
Fransa'nın önde gelen tiyatro okullarından Ecole Florent'e yazılarak devam etti. New York'ta Actor's Studiol'arını kuran Lee Strasberg'in oğlu John Strasberg ile Jack Garfein'den sinema ve tiyatro dersleri aldı.

Okulu bitirdikten sonra Fransa'nın çeşitli bölgelerinde birçok temsilde sahne alarak profesyonel tiyatro hayatına başladı. Tiyatronun yanı sıra çeşitli reklam ve sinema filminde de rol aldı. Aynı zamanda 2007 senesinde senaryosunu da kendisinin yazdığı ve yönetmenliğini üstlendiği "Papillon" adlı kısa bir film çekti.

1997 senesinde bir temsilde kendisini izlemeye gelen Ferzan Özpetek ile tanışan Cansel Elçin, yönetmenin "Harem Suare" adlı filmiyle kamera arkasında cast oluşumu ve çekim konusunda deneyim kazandı. Bu paylaşım ayrıca kendisine Türkiye'nin önde gelen kadın yönetmenlerinden Tomris Giritlioğlu ile çalışma fırsatı da sundu.

Tomris Giritlioğlu ile tanışmasıyla birlikte Türkiye'de oyunculuğa başladı ve "Kırık Kanatlar" adlı dizi ile 2005 yılından itibaren Türkiye'de sanat hayatını sürdürmeye karar verdi.

Cansel Elçin, asıl çıkışını ise Ahmet karakterini canlandırdığı Hatırla Sevgili dizisiyle yaptı. Bu dizide başrolü üstlenen ve Beykent Üniversitesi tarafından her yıl geleneksel olarak düzenlenen 7. İletişim Ödülleri'nde, 8000 öğrencinin katıldığı anket sonuçlarına göre "En İyi Erkek Dizi Oyuncusu" ödülü alan Cansel Elçin, Yağmur Taylan ve Durul Taylan kardeşlerin yönettiği Küçük Kıyamet adlı sinema filmi ile Türk sinemasına da adım atmış oldu.

Sertap Erener'in Bir Damla Gözlerimde adlı şarkısının klibinde oynadı.

Cansel Elçin, 4 Temmuz 2012 tarihinde Pınar Apaydın ile evlendi.