Tendo crescido na loja de motos da família perto de Barcelona, Toni Elias estava destinado a uma carreira nas duas rodas. Em 1999 terminou em terceiro o Campeonato de Espanha de 125cc e levou a cabo a primeira temporada nos Grandes Prémios em 2000, se bem que foi muito invisível durante o ano. Contudo, o adolescente tornou-se na revelação de 2001 depois de assinar para correr pelo projecto júnior dirigido por Alberto Puig, lutando pelo título da categoria mais baixa até ao final da época.
O talento natural de Elias e o facto de ser temerário levaram-no a positivo passo para as 250cc em 2002, desafiando Manuel Poggiali pelo ceptro em 2003 até à queda na última volta no Rio, o que lhe custou a vitória a possibilidade de ser campeão. Elias teve dificuldades de repetir a sua melhor forma depois de mudar da Aprilia para a Honda em 2004, mas momentos de brilhantismo convenceram a Fortuna Yamaha a chamá-lo para o MotoGP em 2005. O processo de aprendizagem sob a batuta da Yamaha, formando equipa com Rubén Xaus, foi afectado por lesão em França, mas no último terço da temporada Elias conseguiu mostrar evolução na categoria.
O espanhol rodou por dois anos com a satélite Honda de Fausto Gresini, temporada durante a a qual continuou a mostrar porque é visto como um dos pilotos mais excitantes do MotoGP. A sua primeira vitória surgiu em Portugal, em 2006, numa das melhores corridas de todos os tempos contra Valentino Rossi e Kenny Roberts Jr., e apesar de lesão em Assen ter afectado muito a sua temporada de 2007, continuou a impressionar o bastante para Luís d´Antin o manter na categoria na formação satélite da Ducati.
A ligação à marca italiana foi curta, já que a época apresentou resultados mistos e dois pódios depois de se juntar ao Alice Team; seguiu-se o regresso à San Carlo Honda Gresini para a temporada de 2009. A primeira temporada com uma máquina de topo, a rodar com uma Honda RC212V de fábrica, viu o catalão somar 12 resultados nos dez primeiros, com um terceiro lugar em Brno. Apesar disto, Elías não conseguiu assegurar um lugar no MotoGP para 2010 e, ao invés disso, vai continuar a sua parceria com a Gresini Racing aos comandos de uma Moriwaki MD600 como um dos favoritos ao primeiro ceptro da Moto2.
Depois de começar o ano como um dos favoritos ao título na categoria de Moto2, ao longo da temporada fez uso da sua experiência e arrecadou sete vitórias, incluindo quatro triunfos consecutivos durante o período do Verão. Na Malásia acabou por assegurar de forma antecipada o título, depois de terminar a corrida na quarta posição, quando ainda faltam três corridas para o final da temporada. Com a sua forma de correr e personalidade cativante conquistou milhões de fans em todo o mundo, com o espanhol a ser o primeiro Campeão do Mundo de Moto2 de sempre, com 27 anos.
