Fille d’Henri Chéron, Charles Le Brun la présente le 11 juin 1672, à l’Académie royale de peinture et de sculpture, où elle est admise. Élisabeth-Sophie Chéron est la quatrième femme peintre à entrer dans cette académie, neuf ans après Catherine Girardon et trois ans après Madeleine Boullogne et Geneviève Boullogne, les deux filles de Louis1. En 1699, l’Académie des Ricovrati de Padoue l’avait admise au rang de ses membres sous le nom de « Muse Erato ».

Élevée dans la religion protestante, elle abjura. Ses talents la firent rechercher par Le Hay, ingénieur du roi, qui l’épousa en 1692, alors qu’elle était âgée de quarante-quatre ans. Cette union fut un mariage blanc : un de ses biographes rapporte ce mot de la nouvelle mariée, au sortir de l’église, à Le Hay : « Nous voilà donc mariés, Monsieur, à la bonne heure, l’estime, séparée de l’amour, ne nous en demande pas davantage. » Et elle lui tint parole.