Елена Ивановна выражала опасения, что после смерти мужа её противники над ней «силу учинят». В ответе Иван III написал, что будет требовать от обоих епископов письменного, скреплённого печатями обязательства не принуждать его дочь к смене веры. В конце 1503 г., уже после заключения мира, Иван III просил Елену Ивановну найти её брату великому князю Василию III Ивановичу невесту в семьях западных государей. Ответ Елены Ивановны был неутешительным. Она объясняла, что такой брак не может быть заключён «без папина ведома», и снова повторяла: «А нас укоряют безпрестани, а зовут нас некрестыи». Литовский великий князь и польский король Александр скончался 19 августа 1506 г. В завещании он просил будущего правителя сохранить за Еленой Ивановной права и владения и держать её под своей защитой. Узнав о смерти Александра, великий князь Василий III просил сестру предложить литовским панам свою кандидатуру на великокняжеский трон. Елена Ивановна ответила брату, что королём уже избран младший брат Александра Сигизмунд I Старый (1506–1548 гг.). Первоначально новый король не только сохранил за Еленой Ивановной её владения, но даже увеличил их. В январе 1507 г. он передал ей значительную часть Бельского повета в Подляшье с городами Бельск, Сураж и Бранск (ныне Браньск, Польша). Эти земли были отобраны у вступившего в конфликт с королём князя Михаила Васильевича Глинского. Сигизмунд I, как полагают исследователи, хотел, чтобы в этом конфликте Елена Ивановна была на его стороне, и этой цели добился. Когда князь М.В. Глинский стал искать поддержки у великого князя Василия III, Елена Ивановна обратилась к брату с письмом, призывая его сохранять мир с королём. Позднее она обвинила князя М.В. Глинского в том, что он «чарами» вызвал смерть короля Александра, и это дало основание Сигизмунду I добиваться у великого князя Василия III выдачи князя М.В. Глинского. Московский правитель не прислушался к советам и жалобам сестры. Когда в феврале 1508 г. князь М.В. Глинский поднял мятеж, то великий князь Василий III оказал ему решительную поддержку: начал войну с Литвой, дал князю М.В. Глинскому и его сторонникам приют в России и отказался выдать их королю. С этого времени положение Елены Ивановны ухудшилось. Московскому боярину Григорию Фёдоровичу Давыдову, приехавшему в Вильно для ратификации мирного договора 1508 г., Елена Ивановна жаловалась, что король не защищает её и не оказывает ей чести, паны опустошают её владения, а виленский воевода «земли отымает». Исследователям неизвестно, принял ли великий князь Василий III какие-либо меры для защиты интересов сестры, и привели ли они к каким-либо последствиям. Положение Елены Ивановны стало особенно трудным, когда к 1512 г. наметилось новое обострение русско-литовских отношений. Наиболее подробный рассказ о последнем периоде её жизни сохранился в хронике историографа ордена бернардинцев Яна Коморовского. По его словам, в 1512 г. Елена Ивановна встретилась в Бельске с возвращавшимися в Москву русскими послами и сообщила им о желании вернуться в Россию. Она намеревалась приехать в Браслав, куда Василий III должен был прислать войско для защиты Елены Ивановны, её казны и владений. Собравшись в Браслав, Елена Ивановна предложила бернардинцам прислать ей казну, хранившуюся в 14 сундуках в монастыре бернардинцев в Вильно. О планах Елены Ивановны стало известно королю от её приближённых, бернардинцам было приказано не отдавать казну.