Era hija del archiduque José de Austria, palatino de Hungría (1776-1847), y de su tercera esposa, la duquesa María Dorotea de Wurtemberg (1797-1855). Sus abuelos paternos fueron el emperador Leopoldo II del Sacro Imperio Romano Germánico y la infanta María Luisa de España, y sus abuelos maternos fueron el duque Luis de Wurtemberg y la princesa Enriqueta de Nassau-Weilburg.

Se casó en primeras nupcias en 1847 con el archiduque Fernando Carlos de Austria-Este, príncipe de Módena (1821-1849). De este matrimonio nació una hija, la archiduquesa María Teresa de Austria-Este (1849-1919), que después sería la esposa del rey Luis III de Baviera.

Una vez viuda, Isabel volverá a contraer matrimonio en 1854 con su primo hermano, Carlos Fernando de Austria-Teschen (1818-1874), nieto también del emperador Leopoldo II. Los rumores de la época decían que el matrimonio se llevó a cabo por presiones de la archiduquesa Sofía, que había notado que su hijo, el joven emperador Francisco José I, estaba interesado en Isabel. La poderosa archiduquesa sentía rechazo por todo lo húngaro y no quería una nuera de este origen debido al intento de asesinato de su hijo y los constantes disturbios en algunas partes de Hungría.

El matrimonio de Isabel y Carlos Fernando fue feliz. Ella dio a luz seis hijos, cuatro de los cuales sobrevivieron a la infancia.

• Francisco José (1855-1855).
• Federico (1856-1936), duque de Teschen y comandante supremo del ejército austrohúngaro durante la Primera Guerra Mundial.
• María Cristina (1858-1929), casada con el rey Alfonso XII de España.
• Carlos Esteban (1860-1933), almirante.
• Eugenio (1863-1954), mariscal de campo.
• María Leonor (1864-1864).

Viuda de nuevo en 1874 a los 43 años, Isabel recibió el apoyo de su cuñado, Alberto, en la educación de sus hijos. Esto permitió que su hijo, Federico, se convirtiera en su principal heredero. Isabel fue mecenas de varias instituciones sociales. Era muy aficionada a la música, destacando su apoyo a Johannes Brahms, al que invitó a su palacio en 1882 a tocar ensayos de su quinteto.

A la edad de 72 años, la archiduquesa Isabel murió como resultado de una rápida neumonía en la mañana del 14 de febrero de 1903 en el palacio vienés de su hijo mayor, el archiduque Federico. El cadáver de la archiduquesa fue conservado el 15 del febrero por el famoso patólogo Anton Weichselbaum, y el 17 fue consagrado, siendo trasladado el 18 a Baden bei Wien y expuesto el mismo día en la capilla del castillo de Weilburg.

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• Dama de primera clase de la Orden de la Cruz Estrellada.^[1]​
• 1901: Dama gran cruz de la Orden de Isabel.^[2]​

• 1 de septiembre de 1879:   Dama de la Orden de las Damas Nobles de la Reina María Luisa.^[3]​ (Reino de España)

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