Leonor de Suecia vino al mundo en el Presbyterian Weill Cornell Medical Center de Nueva York el 20 de febrero de 2014, cuando faltaban dos semanas para que sus padres, la Princesa Magdalena de Suecia y el financiero Chris O'Neill, celebraran sus 9 meses de casados. El anuncio de la Casa Real Sueca para dar a conocer que los Reyes de Suecia habían sido abuelos por segunda vez fue: "El gran mariscal Riksmarskalksämbetet se complace en anunciar que su Alteza Real la Princesa Magdalena dio a luz a una niña el jueves 20 de febrero de 2014 en 22:41 horas en Nueva York. La madre y la niña se encuentran bien ". La primogénita de la Princesa Magdalena y Chris O'Neill nació siendo la quinta en la línea de sucesión al trono, aunque ha ido perdiendo puestos conforme han ido creciendo las familias de los Príncipes Victoria y Daniel por un lado, y de los Duques de Värmland por otro.
Al ser hija de una princesa real casada con un plebeyo que renunció a llevar títulos y encima había nacido fuera de Suecia, no estaba claro que fuera a llevar títulos. Sin embargo, el Rey Carlos XVI Gustavo anunció que su nieta tiene tratamiento de Alteza Real, dignidad de Princesa de Suecia y le dio el Ducado de Gotland. Además, el Monarca comunicó los nombres de su nieta: Leonore Lilian Marie. El primero de ellos es un nombre habitual dentro de la realeza europea que gustó a Magdalena de Suecia y Chris O'Neill; el segundo es en honor a la tía abuela favorita de la Princesa Magdalena, fallecida el 10 de marzo de 2013, casi un año antes del nacimiento de su sobrina bisnieta; finalmente el tercero es en honor de su abuela paterna, Eva Maria O'Neill.
La Princesa Leonor fue bautizada el 8 de junio de 2014 en la capilla del Palacio de Drottningholm, donde había sido bautizada su madre 31 años antes. Fue vestida con el traje de encaje que llevó por primera vez su tatarabuelo, el Rey Gustavo VI Adolfo, y que han llevado desde entonces las distintas generaciones de los Bernadotte, dinastía reinante en Suecia desde 1818, y a la que pertenece la Princesa Leonor por línea materna. Sus padrinos de bautismo fueron su tía materna, la Princesa Victoria de Suecia, sus tíos paternos Tatjana d'Abo y el Conde Ernesto Abensperg-Traun, así como Patrick Sommerlath, primo de la madre de la criatura, y dos amigas de la Princesa Magdalena: Louise Gottlieb y Alice Bamford. Como manda la tradición, el Rey de Suecia entregó a su nieta la Orden de los Serafines.
La Princesa Leonor regresó a Nueva York, donde vivió hasta que en 2015 se instaló en Suecia con su madre durante una temporada. En Estocolmo nació su hermano Nicolás, que vino al mundo el 15 de junio de 2015, dos días después de la boda de sus tíos Carlos Felipe de Suecia y Sofia Hellqvist. Posteriormente, los cuatro miembros de la familia se mudaron en Londres. Además de en bodas y bautizos, se ha dejado ver en actos y posados familiares, y ha participado en actos oficiales. En febrero de 2016, con 2 años recién cumplidos, participó en una fiesta en el Palacio Real de My Big Day, fundación que ayuda a niños enfermos a cumplir sus sueños. Además, en junio de ese mismo año tuvo su primera visita oficial a Gotland, provincia de la que es Duquesa, entre otros actos. El 9 de marzo de 2018 nació su hermana pequeña, la Princesa Adrienne.
