Hedvika Eleonora se narodila jako dcera vévody Fridricha III. Holštýnsko-Gottorpského a jeho manželky Marie Alžběty Saské.
24. října roku 1654 se z politických důvodů provdala za švédského krále Karla X. Gustava.
Ten si měl původně vzít svou sestřenici. královnu Kristinu, která však principiálně sňatek odmítla a zůstala celý život svobodná. Po její abdikaci se stal Karel Gustav 6. června1654 švédským králem.
Sňatkem Karla Gustava a Hedviky Eleonory se zpečetila aliance mezi dvěma nepřáteli Dánska, Švédskem a Holštýnskem-Gottorpskem, jež přinesla dalekosáhlé důsledky v této části Evropy.
Z jejich manželství se narodil jediný syn:
Karel (24. listopadu 1655 – 5. dubna 1697), jako Karel XI. švédský král od roku 1660 až do své smrti, ⚭ 1680 Ulrika Eleonora Dánská (11. září 1656 – 26. července 1693)
Královna vdova měla se svým synem velmi dobrý vztah a podržela si u dvora dominantní postavení. V důsledku nepřátelství mezi Holštýnskem-Gottorpskem a Dánskem a patrně i z obav ze ztráty své pozice byly naopak velmi napjaté vztahy mezi Hedvikou Eleonorou a její snachou, dánskou princeznou Ulrikou Eleonorou.
Po smrti Karla XI. (5. dubna1697) se stala Hedvika Eleonora opět regentkou, tentokrát kvůli nízkému věku jeho syna a následníka, svého vnuka Karla XII. (1682–1718).
Hedvika Eleonora měla pověst jemné, citlivé královny. Zajímala se o umění, především o malířství a architekturu. Kromě jiného nechala vystavět Drottningholmský palác, dnešní sídlo švédských králů.
O politiku se příliš nezajímala a hrála při svém poručnictví ve vládě nevýraznou roli. Během dlouhých, válečnými událostmi zapříčiněných nepřítomností svého manžela a později vnuka přebírala většinu ceremoniálních povinností a hrála až do své smrti roli první dámy Švédska; zastiňovala zcela svou dánskou snachu, královnu Ulriku Eleonoru. Karel XI. byl pod jejím silným vlivem a na vrub působení Hedviky Eleonory lze připsat především jeho protidánskou politiku.