Duse werd geboren in Vigevano, Italië, in 1858. Haar vader was theaterregisseur en ze maakte haar podiumdebuut op vierjarige leeftijd. Ze kreeg snel bekendheid in het Italiaanse theater en tegen de jaren tachtig van de negentiende eeuw was ze een van de meest populaire actrices in Europa.
In 1893 maakte Duse haar Amerikaanse debuut in New York City. Ze was een groot succes en toerde de komende jaren verschillende keren door de Verenigde Staten. Ze toerde ook door Zuid-Amerika, Europa en Azië en werd een van de beroemdste actrices ter wereld.
Duse's acteerstijl werd gekenmerkt door zijn naturalisme en emotioneel realisme. Ze vermeed de overdreven gebaren en kunstmatigheid van het traditionele theater en concentreerde zich in plaats daarvan op het creëren van personages die geloofwaardig en herkenbaar waren. Ze stond ook bekend om haar vermogen om complexe emoties met grote subtiliteit en nuance over te brengen.
Duse's carrière omvatte meer dan vier decennia en ze verscheen in meer dan 300 toneelstukken. Ze speelde een breed scala aan rollen, van de heldinnen van Shakespeare tot moderne vrouwen in hedendaagse drama's. Ze werd vooral geprezen vanwege haar optredens in Ibsens toneelstukken, zoals 'The Lady from the Sea' en 'Hedda Gabler'.
Duse trok zich in 1923 terug van het podium en het jaar daarop stierf ze in Pittsburgh, Pennsylvania. Ze wordt beschouwd als een van de grootste actrices aller tijden, en haar invloed is nog steeds terug te zien in het werk van acteurs en actrices.