Ferdynand I Habsburg ojciec Elżbiety Habsburżanki

Anna Jagiellonka matka Elżbiety Habsburżanki

Katarzyna Habsburżanka siostra Elżbiety Habsburżanki

Maksymilian II Habsburg brat Elżbiety Habsburżanki

Zygmunt II August mąż Elżbiety Habsburżanki

Od kolebki była przygotowywana do ślubu z Zygmuntem II Augustem, który był kuzynem jej matki. Już w 1527 ojciec Elżbiety podjął starania w Polsce o ślub córki z polskim następcą tronu. Pomimo tych planów nie zadbano, by Elżbieta nauczyła się języka polskiego. Prawdopodobnie było to działanie celowe – pod pretekstem, że młodej królowej niezbędny jest tłumacz, chciano umieścić na dworze polskim jeszcze jednego szpiega Habsburgów.

W związku z tym, że Elżbieta była wnuczką Władysława II Jagiellończyka, brata Zygmunta I Starego, papież Klemens VII musiał udzielić dyspensy ślubnej. Ślub 17-letniej Elżbiety z 23-letnim Zygmuntem odbył się 6 maja 1543 roku na Wawelu. Bona Sforza była niechętna małżeństwu syna, ponieważ nienawidziła Habsburgów.

Małżeństwo nie było szczęśliwe. Młoda, niedoświadczona, nieśmiała i mało błyskotliwa Elżbieta nie pociągała króla. Sytuację pogarszała nieuleczalna choroba młodej królowej, epilepsja, co do reszty odstręczyło od niej małżonka. Przez cały okres trwania małżeństwa Zygmunt zdradzał żonę m.in. z Barbarą Radziwiłłówną. Jednocześnie Bona jawnie okazywała synowej swą niechęć. Jedyną osobą, okazującą Elżbiecie sympatię, był król Zygmunt I Stary. Jesienią 1544 Elżbieta wraz z Zygmuntem II Augustem wyjechała na Litwę. Małżonkowie zamieszkali w Wilnie. Przez krótki czas król stwarzał pozory w miarę poprawnego pożycia z małżonką. W rzeczywistości był już mocno zaangażowany w romans z Radziwiłłówną.

Wiosną 1545 stan zdrowia Elżbiety uległ pogorszeniu, nękały ją coraz częstsze napady padaczki. Na początku czerwca 1545 Zygmunt II August wyjechał do Krakowa odebrać posag Elżbiety, żonę pozostawił samą w Wilnie. 15 czerwca młodziutka królowa zmarła wycieńczona kilkunastoma napadami padaczki, przeżywszy zaledwie 19 lat. Została pochowana 24 sierpnia 1545 w katedrze wileńskiej obok stryja swego męża, a brata swojego dziadka, Aleksandra Jagiellończyka.

W latach 1553–1572 żoną Zygmunta II Augusta była siostra Elżbiety – Katarzyna Habsburżanka.