Isabel Sartorios Zorraquín nació el 20 de enero de 1965 en Madrid. Sus padres eran Vicente Sartorius y Cabeza de Vaca (Marqués de Mariño) e Isabel Zorraquín, que tuvieron otros dos hijos después de ella y que se separaron a finales de los años 70. Él contraería matrimonio en 1988 con la Princesa Nora de Liechtenstein, mientras que Isabel Zorraquín se casó en 1978 con Manuel Ulloa (Primer Ministro de Perú entre 1980 y 1982).
A raíz del segundo matrimonio de su madre, Isabel Sartorius se trasladó con ella a Lima y allí cursó sus estudios secundario s en el colegio bilingüe de las Madres Dominicas y en el Saint Chaumon. Durante estos años su progenitora sufrió serios problemas con las drogas : era adicta a la cocaína. Su propia hija lo revelaría posteriormente en sus memorias: "Con 14 años salía del colegio y mi madre me mandaba a comprar droga. Yo iba: habría hecho cualquier cosa. Simplemente, era mi madre". Este no fue el único episodio oscuro de aquellos años, ya que por lo visto Manuel Ulloa sometía a su esposa a malos tratos.
Posteriormente se trasladó a Washington para cursar la carrera de Ciencias Políticas en la Universidad de Georgetown y en la American University. Después de graduarse obtuvo un puesto laboral como traductora en la sede de Naciones Unidas en Nueva York, en el que estuvo hasta 1987. Fue entonces cuando decidió volver a Madrid junto a sus hermanos y su madre, a la que su marido había abandonado. Fueron años duros en los que la familia se vio obligada a vender muchas de sus propiedades para poder sobrevivir económicamente y poco a poco se fue creado un vínculo madre-hija que acabaría derivando en un trastorno de codependencia.
A finales de los años 80 mantuvo una relación con Ricky Fuster, uno de los mejores amigos del Príncipe Felipe de Borbón. La politóloga y el príncipe comenzaron así a frecuentar los mismos ambientes, aunque el flechazo no surgiría hasta 1989, cuando ambos acudieron a una conferencia de Christopher Harley Sartorius. En junio de ese mismo año se comenzó a publicar que el Príncipe de Asturias mantenía "algo más que una simple amistad" con la joven.
La relación entre ambos estuvo marcada en gran medida por el acoso mediático, aunque esa no fue el motivo de la ruptura tras escasos tres años (en agosto de 1991 la revista ¡Hola! publicó la noticia del fin del noviazgo). En realidad, a día de hoy todavía se desconocen los motivos. Sin embargo, numerosas versiones apuntan a la oposición de la Reina Sofía debido al divorcio de los padres de Isabel y a los problemas de su madre con las drogas. En cualquier caso, esta situación familiar fue indudablemente un hándicap en la relación, tal y como ella misma reconoció en sus memorias: " Mi relación con Don Felipe terminó porque mi mundo interior no me dejaba madurar de manera estable ".
Tras la ruptura decidió mudarse a Londres y allí comenzó a salir con Javier Soto y Fitz-James Stuart. Iniciaron una relación en 1996 y los rumores de boda sobrevolaron siempre a la pareja. Sin embargo, esa boda nunca llegó a celebrarse y la pareja se separó pocos meses después de nacer su hija, Mencía de Soto y Sartorius, el 25 de julio de 1997.
Las relaciones sentimentales posteriores serían con Gerardo Lorenzo (hermano del actor Francis Lorenzo) en 2005 y, ese mismo año, con el empresario Fernando Ballvé. En octubre de 2017 salió a La Luz una posible nueva relación con César Alierta, expresidente de Telefónica.
Con el paso del tiempo, Isabel Sartorius consiguió salir adelante de sus problemas familiares y plasmó su experiencia en el libro ' Por ti lo haría mil veces ' (2012). Fundó una empresa de publicidad en 2007 y diseñó una colección de bolsos. Posteriormente se formó en 'coaching' y a día de hoy es embajadora de varias marcas y campañas de adelgazamiento.