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Elle est la sœur aînée d'Antoine de Bourbon (1518-1562) duc de Vendôme et roi de Navarre, père du futur Henri IV.
Elle épouse, le , François Ier de Clèves, duc de Nevers, pair de France. Ils ont alors vingt-et-un ans. Son père n'assistera pas au mariage, étant mort l'année précédente à Amiens.
Le , sa mère Françoise d'Alençon meurt au château de La Flèche. Trois ans plus tard, âgée de 36 ans, elle donne le jour à une troisième fille, Marie de Clèves, princesse de Condé, qui sera le grand amour de jeunesse d'Henri de Valois, duc d'Orléans et futur Henri III, roi de France.
Elle meurt au château de La Chapelle d'Angillon, le , six jours avant ses 43 ans.