อินฟันตาเอเลนา ดัชเชสแห่งลูโก มีพระนามเต็มว่า เอเลนา มารีอา อีซาเบล โดมีนีกา เด ซีโลส ประสูติเมื่อวันที่ 20 ธันวาคม พ.ศ. 2506 ณ มาดริด ประเทศสเปน พระราชธิดาในสมเด็จพระราชาธิบดีฆวน การ์โลสที่ 1 แห่งสเปน กับสมเด็จพระราชินีโซเฟียแห่งสเปน มีพระขนิษฐาและพระอนุชาคือ อินฟันตากริสตีนา เฟเดรีกา และสมเด็จพระราชาธิบดีเฟลีเปที่ 6 ตามลำดับ

พระองค์สำเร็จการศึกษาจากโรงเรียนซานตามารีอาเดลกามีโน (Colegio de Santa María del Camino) และสำเร็จการศึกษาจากวิทยาลัยครุศาสตร์เอสกูนี (Escuela Universitaria de Magisterio ESCUNI) ในมาดริด และมหาวิทยาลัยเอ็กซิเตอร์จากสหราชอาณาจักร

นอกจากภาษาสเปน พระองค์สามารถรับสั่งภาษาอังกฤษ และฝรั่งเศส