Presumiblemente Leonor fue previamente informada de las inclinaciones sexuales de su marido y es razonable dudar si el matrimonio llegó a consumarse. Fernando I pidió dormitorios separados para él y Leonor mientras eran invitados del rey Carlos I de Rumania durante su luna de miel. Por lo que parece Leonor fue rechazada íntimamente por Fernando durante su matrimonio, por lo que la zarina se dedicó al cuidado de sus hijastros y a realizar actividades de beneficencia para el pueblo búlgaro. Leonor trabajó como enfermera durante las Guerras balcánicas de 1912 y 1913 y durante la Primera Guerra Mundial, asistiendo a los soldados búlgaros heridos. Se dice que tenía "un don especial para aliviar el sufrimiento."