Nathalie Eberhardt heiratete einen General des Zaren Alexander III. Nach der Geburt ihres dritten Kindes brannte sie mit dem Hauslehrer Alexander Trofimowski („Vava“) durch. Der Armenier war russisch-orthodoxer Priester gewesen, aber unter dem Einfluss Michael Bakunins (1814 – 1876) Anarchist geworden. Nathalie de Moërder nahm ihren Mädchennamen Eberhardt wieder an und bezog mit Alexander Trofimowski und den Kindern ein Haus in Meyrin bei Genf.

Dort gebar sie zunächt einen Sohn und dann am 17. Februar 1877, im Alter von 39 Jahren, die Tochter Isabelle.

Isabelle Eberhardt lernte Russisch, Französisch, Deutsch, Italienisch, Griechisch, Latein und Arabisch. Durch Zeitungsanzeigen gewann sie Brieffreunde, von denen sie viel über die arabische Kultur und Lebensart sowie den Islam erfuhr. Schließlich nahm sie diesen Glauben an.

Im Mai 1897 riet ein Arzt ihrer kränkelnden Mutter zu einem Klimawechsel. Isabelle begleitete sie in die französische Kolonie Algerien, wo sie sich in Bône (heute: Annaba) eine Wohnung mieteten. Während Nathalie Eberhardt andere Europäer besuchte und einlud, wollte Isabelle auch die Einheimischen kennen lernen. Deshalb verkleidete sie sich als Araber und streifte durch die Suks und Gassen. Der Gesundheitszustand ihrer Mutter verschlechterte sich in Algerien so, dass Isabelle ihrem Vater telegrafierte. Bevor er eintraf, starb Nathalie Eberhardt im Alter von 59 Jahren. Sie wurde in Bône beigesetzt.

Isabelle Eberhardt war nun ganz auf sich allein gestellt, brauchte aber auch auf niemand mehr Rücksicht zu nehmen. Sie wählte den Männernamen Si Mahmoud, gab sich als Sohn eines Tunesiers und einer Deutschen aus und reiste nach Tunis. Trotz ihrer Verkleidung ließ sie sich auf Männerbekanntschaften ein.

Sie suchte nach Freiheit und sehnte sich nach Liebe: „Für das Publikum setze ich die Maske des Zynischen, des Ausschweifenden, des großspurig Unbekümmerten auf […] Bis heute hat es niemand verstanden, diese Maske zu durchdringen und meine wahre Seele zu erkennen, diese feinfühlige und reine Seele, die sich so hoch über jene Niedrigkeiten und Entwürdigungen erhebt, durch die ich mein physisches Dasein aus Verachtung gegenüber den Konventionen und auch aus einem eigentümlichen Bedürfnis nach Leiden schleppe.“

Anfang 1899 eilte sie nach Genf, weil ihr Vater todkrank war. Vom Recht auf Selbstbestimmung überzeugt, beendete Alexander Trofimowski kurz darauf sein Leiden mit einer Überdosis Morphium.

Im Herbst fuhr Isabelle Eberhardt nach Paris, um nach einem Verleger für die Erzählungen zu suchen, in denen sie ihre Reiseerlebnisse in Nordafrika festgehalten hatte. Auch in der französischen Hauptstadt trat sie als Mann mit Kaftan und orientalischen Pluderhosen auf. Das fanden die reichen Leute besonders interessant, und sie luden Isabelle Eberhardt deshalb zu ihren Abendgesellschaften ein.

Nach einem Besuch bei ihrem in Marseille verheirateten Bruder Augustin und der Regelung einiger Erbschaftsfragen in Genf reiste sie im Juli 1900 erneut nach Algerien.

In der Oasenstadt El-Qued verliebte sie sich in Slimène Ehnni, einen in Batna stationierten algerischen Leutnant. Mit ihm zusammen trat sie der Moslembruderschaft Kadriya bei, die von den Franzosen verdächtigt wurde, den Aufstand gegen die Kolonialherrschaft zu schüren. Als Isabelle Eberhardt am 29. Januar 1901 einem Einheimischen bei der Übersetzung eines Briefes helfen wollte, schlug ein fanatischer Anhänger einer mit der Kadriya verfeindeten Sekte mit einem Säbel auf sie ein und verletzte sie schwer am linken Arm. Ein Gericht verurteilte den Attentäter zu lebenslanger Zwangsarbeit, und das Opfer wurde von den Kolonialbehörden ausgewiesen: Im Mai 1901 musste Isabelle Eberhardt sich von Slimène Ehnni verabschieden und Algerien verlassen.

Mit einer Reihe von Eingaben erreichte sie, dass er nach Marseille versetzt wurde. Dort heiratete das Paar am 17. Oktober 1901 auf dem Standesamt und anschließend in einer Moschee. Ausnahmsweise trug Isabelle Eberhardt aus diesem Anlass ein Kleid. Ein Vierteljahr lebten die beiden bei Isabelles Bruder Augustin.

Im Januar 1902 kehrte Slimène Ehnni, der inzwischen den Militärdienst quittiert hatte, mit seiner Ehefrau nach Algerien zurück. Sie wohnten in einem billigen Hotelzimmer und vertrieben die Langeweile mit Alkohol, Drogen und amourösen Abenteuern – bis der französische Zeitungsherausgeber Victor Barrucand Isabelle Eberhardt anbot, ihre Geschichten zu veröffentlichen und ihr eine Anstellung als Schreibkraft in der Gemeindeverwaltung von Ténès vermittelte.

Nach der Genesung von einer Malaria-Erkrankung mieteten sich Isabelle Eberhardt und Slimène Ehnni in Äin-Sefra eine Lehmhütte neben einem ausgetrockneten Flussbett. Bei einem Gewitter in der Nacht auf den 21. Oktober 1904 riss der plötzlich angeschwollene Fluss die Uferbebauung weg. Slimène rettete sich vor den Wasser- und Schlammmassen. Tage später wurde die Leiche der 27-jährigen Isabelle Eberhardt gefunden.