1939 წელს დაამთავრა თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ფილოლოგიის ფაკულტეტი. უნივერსიტეტის დამთავრების შემდეგ, 1944-1946 წლებში მუშაობდა გორის პედაგოგიურ ინსტიტუტში. 1946 წელს დაიცვა დისერტაცია თემაზე: ,,რამდენიმე საკითხი ნიზამისა და რუსთაველის ლიტერატურული ურთიერთობიდან’’, ხოლო 1957 წელს სადოქტორო დისერტაცია თემაზე: ,,ტიმოთე გაბაშვილის მიმოსვლა’’. 1946 წელს მუშაობა დაიწყო სიმონ ჯანაშიას სახელობის სახელმწიფო მუზეუმის ხელნაწერთა განყოფილებაში უფროს მეცნიერ თანამშრომლად. იმავდროულად მიჰყავდა ძველი ქართული ლიტერატურის კურსი ყოფილი პუშკინის სახელობის თბილისის პედაგოგიურ ინსტიტუტში. 1958 წლიდან ხელმძღვანელობდა ახლადდაარსებული ხელნაწერთა ინსტიტუტის არქეოგრაფიის განყოფილებას, 1968-1988 წლებში ამავე ინსტიტუტის დირექტორი იყო. 1988 წლიდან სიცოცხლის ბოლომდე იყო ხელნაწერთა ინსტიტუტის დირექტორის მრჩეველი. 1974 წელს აირჩიეს საქართველოს მეცნიერებათა აკადემიის წევრ-კორესპონდენტად, 1983 წელს კი - ნამდვილ წევრად. იყო მეცნიერებათა აკადემიის არქეოგრაფიისა და არქივთმცოდნეობის კომისიის წევრი. ხელმძღვანელობდა საქართველოს მეცნიერებათა აკადემიის არქეოგრაფიულ კომისიას. მონაწილეობდა ,,ვეფხისტყაოსნის’’ აკადემიური ტექსტის დამდგენი კომისიის მუშაობაში. იყო საქართველოსა და საბჭოთა კავშირის მასშტაბით ჰუმანიტარული პრობლემების კვლევით დაინტერესებული მრავალი კომისიისა და სამეცნიერო საბჭოს წევრი. 1994 წელს აირჩიეს თიუბინგენის უნივერსიტეტის თეოლოგიის ფაკულტეტის საპატიო დოქტორად. აქტიურად თანამშრომლობდა საზღვარგარეთის სამეცნიერო ცენტრებთან. განსაკუთრებით ნაყოფიერი იყო მისი ურთიერთობა ბიზანტიის ისტორიისა და ცივილიზაციის პარიზის ინსტიტუტთან, რომელმაც გამოსაცემად მოამზადა ათონის ბერძნული აქტები. ამ ინსტიტუტის თხოვნით ბერძნული აქტების ქართული მინაწერები გაშიფრა, შეისწავლა და გამოსაცემად მოამზადა ელენე მეტრეველმა. თანამშრომლობდა, აგრეთვე, კოდიკოლოგიური და დიპლომატიკური კვლევის ძლიერ ცენტრთან ტექსტების ძიებისა და ისტორიის პარიზის ინსტიტუტთან. ელენე მეტრეველის მეშვეობით დასაბამი მიეცა ხელნაწერთა ინსტიტუტისა და ლუვენის კათოლიკური უნივერსიტეტის თანამშრომლობას. ჟერარ გარიტის ინიციატივით იგი ჩაერთო საერთაშორისო პროგრამაში, რომლის მიზანი იყო გრიგოლ ნაზიანზელის თხზულებათა კორპუსის მომზადება. ხელმძღვანელობდა ხელნაწერთა ინსტიტუტის მეცნიერთა ჯგუფს, რომელიც მუშაობდა გრიგოლ ნაზიანზელის თხზულებათა ქართული თარგმანების გამოცემაზე. წლების განმავლობაში ივლევდა საზღვარგარეთის ქართული სამწიგნობრო კერების ისტორიას, რასაც შედეგად მოჰყვა მრავალი სამეცნიერო სტატია და ფუნდამენტური ნაშრომები: ,,მასალები იერუსალიმის ქართული კოლონიის ისტორიისათვის’’, ,,ნარკვევები ათონის კულტურული-საგანმანათლებლო კერის ისტორიიდან’’ და ,,ათონის ქართველთა მონასტრის სააღაპე წიგნი’’. ქართული სასულიერო მწერლობის დარგებიდან ელენე მეტრეველი განსაკუთრებული ინტერესით იკვლევდა ადრებიზანტიური პერიოდის ორიგინალურ ჰიმნოგრაფიას. ამ კვლევის შედეგია მისი ,,ძლისპირნი და ღმრთისმშობლისანი’’ და ,,უძველესი იადგარი’’ ავტორთა კოლექტივთან (ლილი ხევსურიანი, ცაცა ჭანკიევი) ერთად. ,,უძველესმა იადგარმა’’ 1994 წელს საქართველოს სახელმწიფო პრემია დაიმსახურა. დიდი ღვაწლი მიუძღვის ხელნაწერთა აღწერილობების გამოცემაში. მუშაობდა ხელნაწერთა აღწერილობის თეორიულ საკითხებზეც. მისი ნაშრომები საქართველოს გარდა იბეჭდებოდა მსოფლიოს ცნობილ სამეცნიერო ცენტრებში, რამაც საერთაშორისო აღიარება მოუტანა. გარდაიცვალა 2003 წელს.