亲王卡洛斯结婚，但由于政治方面的考量而被改嫁给腓力二世。尽管卡洛斯偶尔会举止不正常，但与伊丽莎白却保持着非常友好的关系。后来卡洛斯被父亲软禁在马德里城堡并去世时，伊丽莎白还哭了好几天。虽然伊丽莎白患有天花，腓力二世仍然每天和她待在一起。她在1564年流产生下两个女孩；1566年8月12日生下伊莎贝尔·克拉拉；1567年10月10日生下卡塔利娜·米卡埃拉。在生下米卡埃拉后，她便开始发烧。1568年10月3日，伊丽莎白在流产后因身体状况恶化而不幸去世。因为她没有成为未来国王的生母，所以被埋葬在埃斯科里亚尔修