Marie-Élisa Nordmann naît le 4 novembre 1910 à Paris 8e, dans le quartier de l’Europe. Son frère Philippe, James, naît le 3 décembre 1914. Ils ont pour mère Athénaïse, née Nattan le 19 juin 1880 à Boulogne-sur-Seine (devenue Boulogne-Billancourt, Hauts-de-Seine).
Après avoir eu une belle situation dans une banque russe mise en déconfiture par la Révolution d’octobre 1917, leur père a dû accepter dans une autre banque un poste d’employé bien inférieur au précédent, de sorte que la jeunesse de Marie-Élisa se déroule dans un cadre bourgeois sans le train de vie bourgeois. Elle est inscrite aux cours privés Dieterlen, square Margueritte à Paris 17e, destinés aux jeunes filles. Dès l’âge de dix ans, Marie-Élisa lit le journal de la Ligue des Droits de l’Homme, que reçoit son père qui y a adhéré lors de l’affaire Dreyfus. Ses parents ne lui donnent aucune éducation religieuse.
Monsieur Nordmann ayant trouvé un emploi à Cannes, Marie-Élisa poursuit sa scolarité à Nice. Puis la famille revient à Paris et elle est élève au lycée Victor-Duruy, à Paris 7e. En juillet 1927, elle obtient le baccalauréat latin-sciences avec mention “bien” et le bac de philosophie. L’année suivante, elle obtient le Certificat de mathématiques générales. Elle veut devenir médecin, mais sa mère ne trouvant pas ce genre d’études convenables pour une jeune fille, elle se résout à mener des études de chimie.
En 1928, après avoir pris des cours à la Sorbonne, Marie-Élisa est reçue troisième au concours d’entrée à l’Institut de Chimie de Paris. En juillet 1930, elle est licenciée ès sciences. L’année suivante, elle sort première de l’école avec son diplôme d’ingénieur chimiste. Elle effectue alors un deuxième séjour estival en Allemagne pour perfectionner sa connaissance de la langue. Elle y constate la dégradation du climat social d’une année sur l’autre : accroissement du nombre de chômeurs et de jeunes gens se réclamant d’Adolf Hitler.
Bénéficiant d’une bourse d’études, elle poursuit celles-ci dans le laboratoire de chimie du professeur Urbain.
Un jeune chimiste du laboratoire tombe amoureux d’elle, et elle accepte de l’épouser pour quitter l’atmosphère familiale.
Le 28 juillet 1932, à 22 ans, Marie-Élisa Nordmann se marie avec Paul Rumpf. Ils auront un fils, Francis, né le 30 juillet 1936. Mais leur union n’est pas heureuse.
En octobre 1934, France Bloch vient travailler dans le même laboratoire. Passionnées par leur travail et ayant en commun la curiosité d’esprit et la révolte devant les injustices sociales, les deux jeunes femmes deviennent de très grandes amies. Marie-Élisa fait connaissance de la famille de France : son père, l’écrivain Jean-Richard Bloch, sa mère et ses sœurs, mais aussi ses oncle, tante et cousins Wolkowitch, de Versailles, et les amis de ceux-ci, les Cohen, habitant Viroflay.
La même année, Marie-Élisa adhère au Comité de vigilance des intellectuels antifasciste ; elle est trésorière du comité du 5e arrondissement.
En 1936, elle milite au Comité Mondial des femmes contre la guerre et le fascisme. Assurant les réunions en banlieue, elle s’y lie d’amitié avec Maria Rabaté. Elle est également engagée dans le soutien aux ouvriers occupant leurs usines et dans les collectes pour l’Espagne républicaine.
De janvier à octobre 1937, Marie-Élisa est aide-technique de géologie au laboratoire du professeur Michel Lévy.
Le 18 septembre 1937, son père décède à Lille (Nord), où lui et son épouse avaient rejoint leur fils Philippe, nommé professeur dans un lycée de la ville après avoir obtenu son agrégation de grammaire en 1936. Marie-Élisa recueille sa mère et s’installe avec elle et son propre fils dans un appartement loué dans le 5e, puis ensuite dans le 13e arrondissement, sous la Butte aux Cailles.