Après avoir décroché plusieurs victoires dans les catégories 125cc et 250cc, Toni Elías rejoint le MotoGP en 2005 et s'impose à Estoril l'année suivante, avant de réaliser sa meilleure saison et de terminer le Championnat du Monde en septième position en 2009. Ses progrès ne suffisent cependant pas à lui assurer une place dans la catégorie reine pour 2010 et l'Espagnol décide donc de s'attaquer au challenge du Moto2, qui remplace alors la catégorie 250cc. Sa domination et son premier titre de Champion du Monde lui valent une seconde chance dans la catégorie reine en 2011, avec le team LCR Honda de Lucio Cecchinello. Elías ne parvient malheureusement pas à retrouver ses marques et retourne en Moto2 pour la saison 2012, avec le team Aspar, dont il se sépare en cours d'année. Il court en tant que remplaçant chez Pramac Racing suite à la blessure d'Héctor Barberá puis dans le team Italtrans Racing en Moto2. Il poursuit sa carrière en Moto2 en 2013, chez Blusens Avintia, puis revient en MotoGP™ en 2015 pour remplacer Karel Abraham à Indianapolis puis finir la saison chez Forward Racing.