Duse nació en Vigevano, Italia, en 1858. Su padre era director de teatro y ella debutó en el escenario a la edad de cuatro años. Rápidamente saltó a la fama en el teatro italiano y en la década de 1880 era una de las actrices más populares de Europa.
En 1893, Duse hizo su debut estadounidense en la ciudad de Nueva York. Tuvo un gran éxito y realizó varias giras por los Estados Unidos durante los siguientes años. También realizó giras por Sudamérica, Europa y Asia, convirtiéndose en una de las actrices más famosas del mundo.
El estilo de actuación de Duse se caracterizó por su naturalismo y realismo emocional. Evitó los gestos exagerados y la artificialidad del teatro tradicional y, en cambio, se centró en crear personajes que fueran creíbles y con los que se pudiera identificarse. También era conocida por su capacidad para transmitir emociones complejas con gran sutileza y matices.
La carrera de Duse abarcó más de cuatro décadas y apareció en más de 300 obras. Desempeñó una amplia variedad de papeles, desde las heroínas de Shakespeare hasta mujeres modernas en dramas contemporáneos. Fue particularmente aclamada por sus actuaciones en obras de Ibsen, como "La dama del mar" y "Hedda Gabler".
Duse se retiró de los escenarios en 1923 y murió en Pittsburgh, Pensilvania, al año siguiente. Se la considera una de las mejores actrices de todos los tiempos y su influencia aún se puede ver en el trabajo de los actores y actrices de la actualidad.