1570年，伊莉莎白与法国国王查理九世结婚，两人的独女于1572年出生。查理九世去世后，由于法国王位必须由男性继承，查理九世的弟弟安茹公爵继位为国王（即亨利三世）。伊莉莎白于1575年离开了法国，回到奥地利。1580年，伊莉莎白的姐姐、西班牙王后安娜去世。当被问到是否愿意与丧偶的姐夫费利佩二世结婚时，伊莉莎白回答：「法国王后不会再婚」（"Les Reines de France ne se remarient point"）。1592年，伊莉莎白因胸膜炎去世，死后葬在维也纳的圣斯德望主教座堂。