Према Георгију Акрополиту, Теодора је била ћерка Јована Дуке Ватаца (рођеног 1215. године) и његове жене Евдокије Анђелине. Њен деда био је Исак Дука Ватац, византијски севастократор (умро 1261.), старији брат Јована III Дуке Ватаца. Теодорин деда по мајци био је протоспатар Јован Комнин Анђео. Његово име говори да је припадао породици Анђела, али се не зна његово породично стабло. Акрополит пише да је Теодорин отац умро у младости. Њена мајка умрла је почетком 1250-тих, остављајући Теодору код ујака Јована III који ју је "волео као ћерку". Јован је 1253. године уговорио брак Теодоре и Михаила Палеолога. Јован је умро 3. новембра 1254. године. Наследио га је јединац, Теодор II Ласкарис, који умире четири године касније. Његов јединац, Јован IV, имао је седам година. Михаило је постао његов регент на челу Никејског царства. Напредовао је корак по корак, постајући најпре деспот, а потом и цар. Године 1259. проглашен је савладарем. Не постоје докази да је Теодора крунисана за царицу 1259. године. Алексије Стратигопул, један од учесника Пелагонијске битке, јула 1261. године ослобађа Цариград, престоницу Византијског царства. Од завршетка Четвртог крсташког рата, Цариград је до 1261. године био престоница Латинског царства. Михаило је ушао у град 15. августа, а убрзо после њега и Теодора и њихова деца. Септембра исте године Михаило је по други пут крунисан за цара у Аја Софији. Пахимер није споменуо крунисање Теодоре.