Η Dr Ελένη Παπαδημητρίου-Καραγιάννη αποφοίτησε από το 1ο Γενικό Λύκειο Βόλου (1999). Ολοκλήρωσε τις σπουδές της στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, με βαθμό 'Λίαν Καλώς' (2005).
Ολοκλήρωσε τη διδακτορική της διατριβή στην Α' παιδιατρική κλινική του πανεπιστημίου Αθηνών με βαθμό Άριστα (2011) και έλαβε τον τίτλο της ειδικότητας της παιδιατρικής από την Α' Παιδιατρική Κλινική του Ιπποκράτειου Νοσοκομείου Θεσσαλονίκης (2016). Κατά τη διάρκεια της ειδίκευσής της, εκπαιδεύτηκε στο τμήμα παιδονεφρολογίας του Royal Children's Hospital στη Γλασκώβη (2015).
Συμμετείχε σε πλήθος ερευνητικών πρωτοκόλλων ως μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο τμήμα υγιεινής και επιδημιολογίας της ιατρικής σχολής του πανεπιστημίου Αθηνών (2010 - 2014) και σε δύο μεγάλες επιδημιολογικές μελέτες σχετικά με την έκθεση των παιδιών σε βαρέα μέταλλα και περλίτη αντίστοιχα, με την ανάπτυξη αναπνευστικών προβλημάτων, μέσω της διενέργειας σπιρομετρήσεων.