Nacida en Madrid el 31 de octubre de 2005, es la primera en la línea de sucesión de la Corona española, tras el anuncio de abdicación de su abuelo, el Rey Juan Carlos en favor de su padre el pasado 2 de junio. De acuerdo con la Constitución, Leonor de Borbón y Ortiz asume los títulos vinculados al sucesor en el trono, que son, además de Princesa de Asturias, de Gerona y de Viana, correspondientes a los primogénitos de los reinos de Castilla, Aragón y Navarra, cuya unión formó en el siglo XVI la Monarquía española.
Será también duquesa de Montblanc, condesa de Cervera y señora de Balaguer. Doña Leonor fue bautizada en el Palacio de la Zarzuela el 14 de enero de 2006, en una ceremonia celebrada por el arzobispo de Madrid, Antonio María Rouco Varela, que le impuso el nombre de Leonor de Todos los Santos, siguiendo la tradición española.Sus padrinos fueron los Reyes, don Juan Carlos y doña Sofía, abuelos paternos de la recién nacida. El 7 de junio de ese año fue presentada por sus padres a la Virgen de Atocha, patrona de la Corte, cumpliendo con una tradición de la Familia Real española que se remonta al siglo XVII.
El 5 de septiembre de 2007 asistió por primera vez al colegio, la escuela infantil que la Guardia Real tiene en el Palacio de El Pardo. El 16 de junio de 2008 un portavoz de la Casa del Rey anunció que la Infanta Leonor cursaría, a partir de septiembre, primero de educación infantil en el colegio Nuestra Señora de los Rosales de Madrid, el mismo centro donde estudió su padre, y donde podrá cursar hasta el bachillerato. Sigue el sistema español, es laico, aunque imparte religión, y mixto.Su primer día de colegio fue el 15 de septiembre de ese año.
El 2 de mayo de 2014 la Infanta Leonor apareció en su primer acto oficial junto a sus padres y su hermana Sofía en la tribuna de la ceremonia militar en la base aérea de San Javier (Murcia), lo que reforzaba la imagen de continuidad institucional de la Corona.
Un mes después, el 2 de junio de 2014, el Rey Juan Carlos anunciaba su abdicación en favor del príncipe Felipe, lo que ha situado a Leonor de Borbón en la primera en la línea de sucesión de la Corona española. La infanta Leonor, con 8 años de edad, se convierte así en la número 36 como Princesa de Asturias, desde 1388, año de la creación del título.
