อินฟันตาเอเลนาทรงพบรักกับไคเม เด มารีชาลาร์ บุตรของเคานต์และเคาน์เตสแห่งรีปัลดา เมื่อครั้งศึกษาในสาขาวิชาวรรณคดีฝรั่งเศสในปารีส เมื่อ พ.ศ. 2530[2] ก่อนเสกสมรสกันเมื่อวันที่ 18 มีนาคม พ.ศ. 2538 ณ อาสนวิหารเซบิยา ในการนี้สมเด็จพระราชาธิบดีควน การ์โลสที่ 1 ได้ทรงสถาปนาพระอิสริยยศเป็น "ดัชเชสแห่งลูโก"[3] ทั้งสองมีพระบุตรด้วยกันสองคน คือ

1. ดอน เฟลีเป เด มารีชาลาร์ อี บอร์บอน (17 กรกฎาคม พ.ศ. 2541)
2. ดอญญา บิกโตเรีย เด มารีชาลาร์ อี บอร์บอน (9 กันยายน พ.ศ. 2543)

วันที่ 13 พฤศจิกายน พ.ศ. 2550 ได้มีประกาศว่าอินฟันตาเอเลนาได้ทรงแยกกันอยู่กับพระสวามี[4] เดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2552 มีข่าวลือแพร่สะพัดว่าทั้งสองจะหย่ากัน[5][6] วันที่ 29 พฤศจิกายนปีเดียวกันนั้นได้มีการเผยแพร่เอกสารเรื่องการหย่าร้างของทั้งสอง[7] ลุมาวันที่ 21 มกราคม พ.ศ. 2553 ทั้งสองได้หย่าร้างกันที่สำนักพระราชวัง และถูกประกาศอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 9 กุมภาพันธ์ปีเดียวกัน โดยไคเม เด มารีชาลาร์ อดีตพระสวามีจะไม่มียศเป็น "ดยุกแห่งลูโก" และมิได้เป็นสมาชิกพระบรมวงศานุวงศ์แห่งสเปนนับแต่วันที่หย่าเป็นต้นไป[8]