Primera filla de Joan Carles I i Sofia de Grècia. Estudià magisteri a Madrid, seguí un curs d’especialització pedagògica a la Universitat d’Exeter (1988) i es llicencià en ciències de l’educació a la Universitat de Comilles (1992). Ha demostrat gran interès pels esports, especialment per l’hípica, i és presidenta d’honor del Comitè Paralímpic Espanyol. Casada el 1995 a Sevilla amb l’economista Jaime de Marichalar y Sáez de Quesada, té dos fills: Felip Joan Froilà de Tots els Sants, Gran d’Espanya, i Victòria Frederica, Gran d’Espanya. El 2007, la Casa Reial anuncià la separació del matrimoni, i el 2009, el divorci. El 1995 li fou atorgat el ducat de Lugo. Des del 2008 treballa en l’àrea d’acció social de la companyia d’assegurances Mapfre.