In singolare, ha vinto 10 tornei WTA, tra cui i WTA 500 di Doha nel 2019 e Gippsland Trophy nel 2021. Inoltre, vanta una semifinale Slam raggiunta agli Australian Open 2018. Sempre nello stesso anno, a fine novembre, si spinge fino alla dodicesima posizione del ranking, suo miglior piazzamento.
Ottima doppista, ha vinto 24 titoli in tale specialità (più un altro titolo a livello WTA 125). I più importanti tra questi sono lo US Open 2019 e l'Australian Open 2021, vinti in coppia con Aryna Sabalenka e Wimbledon 2021, vinto con Hsieh Su-wei. Con Sabalenka, nel 2019, ha trionfato anche a Indian Wells e Miami: sono stata la quarta coppia femminile in assoluto ad aggiudicarsi il cosiddetto Sunshine Double nell'Era Open. In tale disciplina è diventata numero 1 mondiale il 10 maggio 2021. Nel 2022 si è aggiudicata le WTA Finals in coppia con Veronika Kudermetova.
Biografia Elise Mertens è nata a Lovanio, seconda figlia di Liliane Barbe, insegnante, e di Guido Mertens, fabbricante di arredi per chiese. Non è mai andata a scuola, avendo optato per l'istruzione domiciliare. Ha impugnato la prima racchetta a 4 anni, su consiglio della sorella maggiore Lauren, che è poi diventata pilota di linea per la KLM.
Non ha alcun legame di parentela col calciatore belga Dries Mertens.
Carriera Juniores Elise ha vinto 11 titoli nel singolare e 14 titoli nel doppio nel circuito ITF in carriera. La sua migliore posizione nel ranking juniores in singolare è stata la numero 7.
2015-2016: primo titolo WTA in doppio
Ha fatto il suo debutto nel tabellone di un torneo Wta alla Copa Colsanitas 2015 nel doppio, in coppia con Nastja Kolar. Nel novembre dello stesso anno raggiunge la finale del WTA 125k Series di Taipei in coppia con la russa Mel'nikova.
Nel 2016 conquista, sempre in doppio, il primo titolo in carriera del circuito maggiore WTA: ad Auckland, in coppia con la connazionale An-Sophie Mestach batte infatti in finale la coppia Kovinić - Strýcová. Debutta anche nei tornei Slam: a Wimbledon, superate le qualificazioni, è iscritta per la prima volta nel doppio insieme a An-Sophie Mestach e cogliendo anche un successo al primo turno contro le americane Falconi e Gibbs; in seguito, sempre passando dalle qualificazioni, partecipa in singolare agli Us Open, perdendo al debutto nel tabellone principale contro la testa di serie numero tre del torneo, la spagnola Muguruza, alla quale riesce a strappare il primo set per 6-2 prima di cedere 0-6, 3-6.
2017: un torneo WTA in singolare e due in doppio, terzo turno a Wimbledon in doppio
Il 14 gennaio 2017 vince il suo primo titolo WTA in singolare all'Hobart International dopo essere passata dalle qualificazioni e superando in finale Monica Niculescu col punteggio di 6-3, 6-1. Di rilievo i quarti di finale raggiunti nella prima edizione del torneo di Biel, dove è stata eliminata in tre set dalla Kontaveit.
Ad aprile ha raggiunto la seconda finale in carriera nel WTA International di Istanbul, dove, però, è stata battuta dall'ucraina Elina Svitolina, con lo score di 2-6 4-6; nello stesso torneo ha raggiunto la finale anche in doppio in coppia con la statunitense Nicole Melichar ma anche in questo caso non è riuscita a conquistare il titolo: la coppia è infatti stata sconfitta da Jakupović - Kičenok.
Al Roland Garros conquista le prime vittorie in uno Slam: al primo turno elimina la testa di serie numero 24 Gavrilova, mentre al secondo turno ha la meglio sulla qualificata Hogenkamp per 6-3, 6-4. Viene poi battuta con un netto 6-3, 6-1 al terzo turno da Venus Williams. L'esperta campionessa americana, poi finalista, la estromette anche al primo turno di Wimbledon dove però Elise, in coppia con Demi Schuurs, si spinge per la prima volta fino al terzo turno nel torneo di doppio.
Sempre con l'olandese torna di nuovo a disputare una finale di doppio a Bucarest perdendo però con le atlete di casa Begu-Olaru che si impongono con un doppio 6-3. Sulla terra battuta di Bastad batte al secondo turno la testa di serie numero 5 Suárez Navarro in un combattuto match chiuso 7-5 al terzo set; battuta poi la Krunić, perde in semifinale contro la numero uno del torneo (e sette del mondo) Wozkiacki per 5-7, 6-4, 2-6. Raggiunge la semifinale anche a New Haven dove, superate le semifinali, batte in sequenza Bertens e Kasatkina, gode del forfait della Zhang prima di perdere con la numero due del tabellone Cibulková per 1-6, 3-6; anche in doppio si spinge fino al penultimo turno in coppia con Kristýna Plíšková.
Nei tornei asiatici raggiunge ancora risultati significativi: se a Tokyo raggiunge i quarti in singolare (perdendo contro la McHale) e la semifinale in doppio (con la turca Soylu), la settimana successiva a Guangzhou si aggiudica il trofeo di doppio insieme a Demi Schuurs, battendo in finale le australiane Adamczak e Sanders.
2018: due titoli WTA, semifinale a Melbourne e best ranking in singolare; due titoli WTA in doppio
La belga inizia la nuova stagione nel migliore dei modi. A Hobart è seconda testa di serie e non delude le aspettative: sconfigge in finale Mihaela Buzărnescu per 6-1 4-6 6-3, vincendo così il suo secondo torneo WTA. Prima dell'atto finale batte in ordine: Kurumi Nara per 6-0 6-4; Beatriz Haddad Maia per 6-4 6-4; Monica Niculescu, la quale si ritira senza scendere in campo; e Heather Watson per 6-4 1-6 6-2. In doppio, come in singolare, vince il torneo, suo quarto in carriera, in coppia con Demi Schuurs. Sconfiggono in ordine: Linette/Barthel per 6-2 6-4; Friedsam/Van Uytvanck per 6(4)–7 6-2 10-8; Sabalenka/Kudermetova per 6-0 5-7 10-7; Kičenok/Ninomiya, teste di serie n°4, per 6-2 6-2. Agli Australian Open continua la serie di match vinti. Qui supera senza molti problemi: Viktória Kužmová (6-2 6-1); Dar'ja Gavrilova, testa di serie n° 23, (7-5 6-3); Alizé Cornet (7-5 6-4); Petra Martić (7–6(5) 7-5); Elina Svitolina, testa di serie n° 4, (6-4 6-0); per poi perdere contro la n° 2 del mondo e futura campionessa, Caroline Wozniacki, per 3-6 6(2)–7. In doppio, sempre in coppia con la Schuurs, esce di scena al secondo turno contro la coppia Dellacqua/Barty per 3-6 5-7.
Al Qatar Total Open è testa di serie n° 15. Dopo aver sconfitto Tímea Babos per 2-6 6-1 6-1, viene sconfitta al secondo turno da Sorana Cîrstea per 5-7 4-6. In doppio, ancora in coppia con l'olandese Schuurs, viene eliminata al terzo turno per 1-6 6-4 13-15 dalla coppia Krejčíková/Siniaková. A Dubai viene eliminata a sorpresa al primo turno da Catherine Bellis con un doppio 3-6.
Al BNP Paribas Open è testa di serie n° 22, ma anche qui viene estromessa a sorpresa al primo turno da Wang Qiang per 6-4 3-6 3-6. In doppio con la Schuurs, si spinge fino al terzo turno dove perde al terzo set per 7-10 dalla coppia Arruabarrena Vecino/Parra Santonja. A Miami non fa meglio venendo eliminata con facilità dall'11º testa di serie, Johanna Konta, per 2-6 1-6. In doppio insieme a Demi Schuurs arriva fino alla semifinale, dove sono costrette ad arrendersi nuovamente alla coppia formata da Siniaková/Krejčíková (6-3 3-6 9-11).
Si presenta a Lugano come testa di serie n° 2. Supera in ordine: Mandy Minella per 6-4 6-1; Markéta Vondroušová per 6-2 5-7 7-5; Mona Barthel per 6-1 5-7 7–6(0); Vera Lapko per 6-1 4-6 6-4. Dopo aver disputato i quarti di finale e la semifinale nello stesso giorno, sconfigge in finale Aryna Sabalenka per 7-5 6-2. Grazie a quest'ultima vittoria ottiene il suo terzo torneo WTA in carriera. In doppio, in coppia con Kirsten Flipkens, vince il suo quinto torneo in doppio battendo in finale Sabalenka/Lapko per 6-1 6-3. In singolare migliora il suo best ranking di tre posizioni entrando a far parte delle top 20, precisamente al 17º posto. Mentre nel doppio migliora il best ranking di due posizioni, salendo fino alla posizione n° 30.
2019: primo titolo Premier e quarti di finale a New York in singolare; Sunshine Double, vittoria agli US Open e Top 3 in doppio
Apre l'anno con una sconfitta all'esordio a Brisbane per mano di Kiki Bertens. Tuttavia, in seguito alle vittorie su Kateřina Siniaková ed Anett Kontaveit, raggiunge i quarti di finale a Sydney dove viene fermata con un periodico 6-3 da Ashleigh Barty. Si presenta agli Australian Open, dove esce di scena al terzo turno sconfitta da Madison Keys, non riuscendo così a difendere la semifinale dell'anno precedente. In doppio inizia, invece, il sodalizio con Aryna Sabalenka che si rivelerà essere uno dei migliori della stagione nel circuito WTA. La coppia esordisce con una vittoria sulle quindicesime teste di serie Bethanie Mattek-Sands e Demi Schuurs per 6-2 3-6 6-3 e si sbarazza di Sabrina Santamaria e Veronika Kudermetova; verranno poi rimontate dalle ceche Kateřina Siniaková e Barbora Krejčíková. Successivamente, prende parte al torneo Premier di Doha, giungendo fino alla finale ai danni di Kateřina Siniaková, Kristýna Plíšková, Kiki Bertens ed Angelique Kerber. Nell'ultimo atto affronta la favorita Simona Halep, contro la quale vince con il punteggio di 3-6 6-4 6-3: si tratta del trofeo più importante della sua carriera in singolare. Reduce di una settimana ottima, esce di scena all'esordio a Dubai, rimontata da Zhu Lin.
Vola negli Stati Uniti per i tornei Premier Mandatory di Indian Wells e Miami. In singolare, raggiunge due secondi turni (eliminata da Wang Qiang e Markéta Vondroušová). In coppia con Sabalenka, invece, si aggiudica entrambi i tornei superando rispettivamente le ceche Kateřina Siniaková/Barbora Krejčíková e Samantha Stosur/Zhang Shuai, ottenendo così il Sunshine Double. Tale successo è stato raggiunto solamente da quattro coppie nel doppio femminile. Disputa il Charleston Open, dove dopo aver inflitto un bagel a Kaia Kanepi, questa rivendica il 6-0 e si aggiudica il match per 7-5 al terzo. Segue un'altra sconfitta al primo turno contro Dar'ja Kasatkina a Stoccarda. Nel torneo di Rabat, invece, estromette con facilità Kirsten Flipkens ed Ivana Jorović, per poi cedere alla futura campionessa Maria Sakkarī.
Tornata in Europa, viene sconfitta a sorpresa da Anna Karolína Schmiedlová a Madrid e a Roma da Venus Williams al primo turno. Agli Open di Francia supera in tre sets Tamara Zidanšek e annichilisce la giocatrice di casa Diane Parry, mentre perde il braccio di ferro per 9-11 al terzo contro Anastasija Sevastova. In doppio, tuttavia, si spinge fino alla semifinale con Aryna, fermate da Kristina Mladenovic e Tímea Babos. In Danimarca esce di scena all'esordio per mano di Ekaterina Aleksandrova. Partecipa al Maiorca Open, venendo rimontata nei quarti di finale dalla nuova stella Sofia Kenin.
Inaugura la stagione sull'erba ad Eastbourne con le vittorie su Mónica Puig per 6-4 7-6 e si vendica su Markéta Vondroušová per 6-1 5-7 6-2; verrà sconfitta da Kristýna Plíšková. Raggiunge il quarto turno per la prima volta a Wimbledon ai danni di Fiona Ferro per 6-2 6-0, Monica Niculescu per 7-5 6-0 e Wang Qiang per 6-2 6-7 6-4, prima di perdere in rimonta a sorpresa contro Barbora Strýcová. In doppio con Sabalenka, si ferma nei quarti di finale per mano della coppia Hsieh Su-wei e Strýcová.
Ritorna negli Stati Uniti per il torneo a Stanford, ma cede al primo turno a Kristie Ahn. In seguito, supera Aljaksandra Sasnovič per 3-6 6-3 6-1, venendo surclassata da Serena Williams nel secondo turno della Rogers Cup. Esce di scena al secondo turno anche a Cincinnati, stavolta per mano di Elina Svitolina.