Eleonora venne educata in radicale ortodossia cattolica. Il confessore e biografo di Eleonora, il gesuita A. Folcario, riferisce che rifiutò di diventare la moglie del re danese Cristiano III, in quanto costui era di fede luterana. Allo stesso modo andò in fumo un altro progetto matrimoniale, volto a darla in sposa al principe protestante Giovanni Federico II di Sassonia, in quanto Eleonora rifiutò di scendere a compromessi in materia religiosa.
Matrimonio
Il 26 aprile 1561, a Mantova, ella sposò il duca Guglielmo Gonzaga (1538-1587), che sperava in tal modo di ottenere l'appoggio imperiale per consolidare il proprio dominio sul Monferrato. Secondo i testimoni presenti alle nozze, la ventiseienne sposa si comportò in modo abbastanza ameno per essere al riguardo alla sua prima esperienza. Sebbene Guglielmo fosse affetto da una deformità della colonna vertebrale, si trattò di un matrimonio abbastanza riuscito.
Nel 1567 Guglielmo inviò Eleonora a Casale Monferrato per sedarne gli abitanti, ribellatisi al suo dominio, ma ella non ottenne alcunché, anzi, nell'ottobre dello stesso anno rischiò di cadere vittima di un complotto. Spentosi il marito nell'agosto del 1587, Eleonora pronunciò un voto di castità nella domenica dell'Avvento dello stesso anno.
Morte e sepoltura
Sopravvisse al marito sette anni, spegnendosi all'età di 59 anni, nel 1594. Come da sue volontà, venne sepolta nella chiesa della Trinità.[1] Nel 1856 i resti vennero traslati nella cappella dell'Incoronata della cattedrale di San Pietro a Mantova,[2] dove ancora oggi una lapide ne ricorda l'evento.[3]