Catherine Wilson Malcolm 1847. március 10-én született Liverpoolban. Az okos, intelligens kislány, a kor szokásaitól eltérően, széleskörű iskolázást kapott, későbbi írásaiból nyilvánvaló, hogy alapos ismeretei voltak a tudományok, művészetek, sőt a jog területén is. Vallási ismereteit és a keresztényszocializmushoz való vonzódását nagybátyjától kapta, aki a skót nonkonformista egyház lelkésze volt.
Apja Emil Key földbirtokos, liberális politikus, akinek azonban a gyermeknevelés terén rendkívül szigorú elvei voltak. Ellen nem részesült formális oktatásban, a gyerekeket otthon eleinte anyjuk, majd egy német és egy francia nevelőnő tanította. 1868-ban a család anyagi okok miatt Stockholmba költözött, Ellen itt a téli hónapokban Jenny Rossander hölgyek számára tartott tanfolyamát látogatta, emellett sokat és széleskörűen olvasott, és apja mellett a titkári teendőket is ellátta.
Orvos férje halála után úgy döntött, ő is orvos lesz. Mivel Kanadában abban az időben nők nem járhattak orvosi egyetemre, lányával, Lilliannel mindketten a Michigan State University hallgatói lettek. 1883-ban diplomáztak, Winnipegben kezdtek praktizálni, csatlakozott hozzájuk Amelia másik lánya, Charlotte, aki nővér volt. Orvosi munkája mellett Amelia alapítója volt az Equal Franchise Association-nak, tagja és alelnöke a Dominion Womens Christian Temperance Union-nak és az Ottawa Equal Suffrage Society-nek.