Nació hacia 1555, fruto del matrimonio formado por Francisco Gómez de Sandoval-Rojas y Zúñiga, IV marqués de Denia y III conde de Lerma, e Isabel de Borja y Castro. Tuvo por hermanos a:
En 1581 contrajo matrimonio con Lope de Moscoso Osorio, V conde de Altamira.[1] De este matrimonio, Leonor tuvo los siguientes hijos:[2]
Su marido ostentó el importante cargo de mayordomo mayor de la reina Margarita de Austria-Estiria, esposa de Felipe III. Leonor también siguió una carrera en la corte siendo nombrada en octubre o diciembre de 1603 aya de la hija primogénita de este monarca, Ana de Austria, tras la desgracia de Magdalena de Guzmán, marquesa consorte del Valle.[6] Posteriormente ejercería este cargo de aya con los sucesivos hijos del monarca: Felipe (futuro Felipe IV), María Ana, Carlos,[7] Fernando, Margarita y Alonso.[8] Desde 1611 fue ayudada en esta tarea por su hermana Catalina, condesa de Lemos.[9] Desde la vuelta de la corte de España a Madrid en 1606, tras su traslado a Valladolid, residió en un conjunto de habitaciones del primer piso del Alcázar de Madrid, contiguas a las de los infantes y siguiendo el cuarto de la Reina, en la conocida como Torre Bahona.[10]
El 31 de octubre de 1613 Felipe III concedió a su marido la grandeza de España.[1] Quedó viuda en 1636.