Eleonora merupakan anak kaisar yang kesembilan dari kesebelas, dan putri keempatnya. Saat lahir, ia masih memiliki dua saudara perempuan yang masih hidup: Mariana dari Austria, ratu Spanyol, dan Therese Maria Josepha. Ia juga memiliki tiga saudara laki-laki: Franz Ferdinand yang lebih dikenal sebagai Ferdinand IV dari Habsbourg, raja Hungaria dan Bohemia, Leopold I, dan Karl Joseph, guru besar ordo Teutonik.
Ferdinand III meninggal pada tahun 1657, ketika Eleonora baru berusia empat tahun. Sementara saudara tirinya menjadi kepala keluarga dan Kaisar Romawi Suci pada usia delapan belas tahun, sang adipatni kecil dibesarkan oleh ibundanya di Wina, bersama dengan saudara perempuannya, Maria Anna Josepha (1654-1689) dan saudara laki-lakinya, Ferdinand-Joseph-Alois.
Masa kecil sang adipatni dihabiskan dalam kedamaian dan kasih sayang. Pada usia tujuh belas tahun atas nama alasan negara, Eleonora dinikahkan dengan Raja Polandia, Michał Korybut Wiśniowiecki.
Bertemapt tinggal di Warsawa, ia tidak pernah berhasil dekat dengan suaminya yang pecandu alkohol, dan pernikahan mereka tidak membuahkan keturunan.
Dibebaskan tiga tahun kemudian oleh kematian dini suaminya, Eleonora kembali tinggal di Wina dan sampai akhir hayatnya ia tetap memegang gelarnya « Janda Ratu Polandia ».
Janda muda tersebut berusia dua puluh tahun ketika ia bertemu dengan sahabat karib saudaranya, kaisar Leopold I, keponakan dan pewaris adipati Lorraine dan Bar, Karl V yang kemudian di pengasingan, negara-negara bagiannya dikuasai oleh pasukan Louis XIV dari Prancis.
Mereka sangat cepat saling jatuh cinta dan pada tahun 1678 Karl V menikahi Eleonora dengan restu kekaisaran, dan untuk mengurangi perbedaan kondisi mereka, ia menjadikan saudara ipar barunya sebagai gubernur Tirol.
Aliansi pertama adipati Lorraine dengan wangsa Habsbourg ini adalah untuk mempersiapkan pertemuan dua wangsa lima puluh tahun kemudian sebagai Wangsa Habsburg-Lorraine.
Menjadi janda pada tahun 1690, di usianya yang ketiga puluh tujuh, Eleonora berjuang keras untuk memulihkan kemerdekaan kadipaten Lorraine dan Bar, yang dikuasai oleh Louis XIV.
Ia meninggal tujuh tahun kemudian, ketika putra sulungnya Léopold, melalui Perjanjian Ryswick mengakhiri Perang Sembilan Tahun, dan akhirnya mendapatkan kembali kekuasaan atas wilayah-wilayahnya.
Keturunan
Pernikahannya dengan Karl V dari Lorraine menghasilkan enam orang anak:
Generasi diberi nomor berdasarkan garis keturunan laki-laki dari Friedrich III, Kaisar Romawi Suci. Generasi selanjutnya disertakan meskipun gelar bangsawan Austria dihapuskan dan dilarang pada tahun 1919.