เจ้าหญิงแห่งอัสตูเรียส ประสูติเมื่อเวลา 1:46 นาฬิกา ของวันที่ 31 ตุลาคม พ.ศ. 2548 ณ คลินิกรูเบร์อินเตร์นาซิโอนัลในกรุงมาดริด ด้วยการผ่าคลอด ทรงมีน้ำหนักแรกประสูติ 3.5 กิโลกรัม ความยาวพระองค์ 47 เซนติเมตร พระราชวงศ์ได้ประกาศการประสูติของเจ้าหญิงผ่านข้อความ SMS พระองค์ทรงออกจากโรงพยาบาลพร้อมกับพระชนกและพระชนนีเมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายน พ.ศ. 2548

เจ้าหญิงทรงเข้ารับศีลล้างบาปเมื่อวันที่ 14 มกราคม พ.ศ. 2549 ณ พระราชวังซาร์ซูเอลา จากพระคาร์ดินัล อันโตนีโอ โรว์โก บาเรลา อาร์ชบิชอปแห่งมาดริด ด้วยน้ำจากแม่น้ำจอร์แดน อันเป็นธรรมเนียมปฏิบัติของพระราชวงศ์สเปน เช่นเดียวกับพระบิดาเมื่อปี พ.ศ. 2511 พระองค์ทรงได้รับพระนามเพิ่มว่า เด โตโดส โลส ซานโตส (ซึ่งแปลว่า แห่งนักบุญทั้งหลาย) ซึ่งเป็นธรรมเนียมประเพณีของราชวงศ์บูร์บองของสเปน โดยมีพระบิดาและพระมารดาทูนหัวคือ สมเด็จพระราชาธิบดีฆวน การ์โลสที่ 1 แห่งสเปน และสมเด็จพระราชินีโซเฟีย พระอัยกาและพระอัยยิกา

การประสูติของเจ้าหญิงได้กลายเป็นหัวข้อถกเถียงเกี่ยวกับการปรับปรุงรัฐธรรมนูญสเปนแห่งปี พ.ศ. 2521 ที่จะล้มเลิกการให้สิทธิการสืบราชสมบัติแก่รัชทายาทชายก่อนพระเชษฐภคินี ในกรณีดังนี้เจ้าหญิงจะทรงเป็นรัชทายาทโดยพฤตินัยเมื่อพระบิดาเสวยราชสมบัติเป็นกษัตริย์ มิเช่นนั้นพระองค์จะทรงเป็นรัชทายาทโดยนิตินัยจนกว่าพระบิดาและพระมารดาจะมีพระโอรส ถ้าเจ้าหญิงได้เสวยราชสมบัติเป็นสมเด็จพระราชินีนาถ ก็จะเป็นพระราชินีนาถพระองค์แรกที่มีพระนามว่า เลโอนอร์ ของประเทศสเปนที่รวมเป็นราชอาณาจักรแล้ว (ก่อนหน้านี้แคว้นนาวาร์ได้มีสมเด็จพระราชินีนาถเลโอนอร์ มาแล้วในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 15)

เมื่อสมเด็จพระราชาธิบดีฆวน การ์โลสที่ 1 แห่งสเปน พระอัยกา สละราชสมบัติแก่พระราชบิดาในวันที่ 19 มิถุนายน 2557 เจ้าหญิงก็ได้รับการสถาปนาพระอิสริยยศขึ้นเป็น เจ้าหญิงแห่งอัสตูเรียส[2]