Елена Николай е родена като Стоянка Савова Николова на 24 януари 1905 година в село Церово, Панагюрско. През 1908 година баща ѝ умира, майка ѝ заминава да учи за медицинска сестра в Съединените щати, а тя и брат ѝ Никола са отгледани от баба си и дядо си в Панагюрище.Завършва Американския колеж в Самоков. По това време бъдещата Елена Николай решава категорично, че трябва да учи пеене и така попада на големия педагог и певец Иван Вулпе, който я подготвя за кандидатстване в Консерваторията. На първия конкурс – пеене, тя се представя блестящо, но на втория – солфеж и пиано, се проваля. Оценена е с двойка като безнадеждно немузикална.
Елена Николай заминава за Щатите, където работи, учи философия и италиански в гр. Оберлин, щата Охайо. Постепенно узрява за идеята да напусне университета и да продължи музикалното си образование в Генуа. През 1929 година постъпва в Миланската консерватория „Джузепе Верди“, където учи пеене при Винченцо Пинторино.По време на обучението си тя страда от сериозни материални трудности, професор Пинторино я взема да живее в дома му, а през 1937 година тя се жени за неговия внук Андрея Маджо. Постепенно Стоянка става една от първите студентки и завършва академията с отличие.
През 1934 година започва да използва псевдонима Елена Николай и малко по-късно дебютира с ролята на Азучена в „Трубадур“ на Джузепе Верди в оперния театър на Сало. Само за няколко сезона става една от най-търсените мецосопранови певици, в продължение на две десетилетия от 1938 година е първо мецосопрано на миланската опера „Ла Скала“. През 1943 година, след началото на бомбардировките на Милано, се връща в София, но след края на войната отново работи в „Ла Скала“.
През 1963 г. по свое желание напуска „Ла Скала“ и се премества в Рим, но за сметка на това продължава кариерата си в киното. В периода 1963 – 1968 г. се снима в седем филма , като първият филм, в който участва, е „Il boom“ („Бум“) с участието на Алберто Сорди и режисьор Виторио Де Сика.
И до днес Елена Николай е ценена като една от най-значимите оперни певици на ХХ век.
Елена Николай умира на 23 октомври 1993 г. в дома „Верди“ в Милано, построен от легендарния композитор за последно убежище на възрастните музиканти.
