В апреле 1480 г. последний направил в Москву своего посла, ища союза с могущественным Русским государством против наступавших турок. Этот союз должен был скрепить брак Елены Стефановны со старшим сыном Ивана III Васильевича Великого Иваном Ивановичем Молодым, имевшим титул тверского князя.

В апреле 1481 г. «в Волохи» были отправлены специальные послы вместе с прибывшими в Москву посланниками Стефана. В декабре 1482 г. послы А. М. и П. М. Плещеевы вернулись в Москву вместе с Еленой Стефановной . В январе 1483 г. сыграли свадьбу. В марте 1490 г. овдовела, родив в браке с Иваном единственного сына Дмитрия.

После раскрытия заговора В. Гусева, целью которого было возведение на престол сына Ивана III и Софьи Фоминичны14481503 Василия, и наложения опалы на последнего великий князь 4 февраля 1498 г. объявил сына Елены Стефановны , Дмитрия Ивановича Внука, наследником престола и своим соправителем. В Успенском соборе Московского Кремля состоялась церемония коронации с возложением на Дмитрия великокняжеской шапки и драгоценных барм. Однако политика противников Елены Стефановны и Дмитрия при дворе во главе с Софьей Фоминичной привела к тому, что Иван III 11 апреля 1502 г. положил опалу на внука своего, великого князя Дмитрея Ивановича, и на его матерь, великую княгиню Елену, за малое их прегрешение, с очей сосла и в крепости посади и до их смерти .

Умерла в 1505 г. Предположительно, при дворе Елены Стефановны в 1495 г. составлен летописный свод, отразивший характерные черты политики протверской группировки. В окружении Елены Стефановны возник и замечательный памятник древнерусского художественного шитья — пелена, на которой изображен торжественный выход Ивана Великого и всего его семейства во время коронации Дмитрия в 1498 г. и в которой наряду с церковными мотивами обнаруживаются и светские, сочетаются приемы русского и молдавского искусства.