Så snart hun kom tilbake til Poitiers fridde hun til den elleve år yngre Henrik, hertug av Normandie. Den 18. mai 1152, seks uker etter at hennes første ekteskap var blitt oppløst, giftet hun seg med Henrik. Den 25. oktober 1154 overtok hennes ektemann den engelske trone og ble konge av England, samt hersker over store områder i dagens Frankrike. I løpet av de neste tretten årene fødte hun Henrik II av England åtte barn: fem sønner, to som ble konger av England, og tre døtre. Imidlertid ble Henrik og Eleonore etter hvert politiske motstandere. Han lot henne fengsle i årene 1173 og 1189 fordi hun hadde støttet sønnens opprør mot ham.