Emilia nació en Colonia. Llevaba el nombre de Amalia de Neuenahr, quien estaba a cargo de la casa de su madre en el momento de su nacimiento. La madre de Emilia tuvo un romance con Jan Rubens, padre del pintor Peter Paul Rubens. Debido a esta infidelidad, Emilia y sus hermanos, Ana y Mauricio, fueron apartados de su madre y se fueron a vivir con su tío, Juan VI de Nassau-Dillenburg, en Dillenburg. Más tarde, Emilia fue a vivir a Delft con su padre y, en Frisia, con su hermana, Ana.
A la muerte de su padre, actuó como anfitriona en la corte de su hermano, Mauricio. Fue en una de esas ocasiones en que conoció a Don Manuel de Portugal, hijo del pretendiente al trono portugués, Antonio, prior de Crato. Se casó secretamente con él en 1597. Mauricio se oponía firmemente al matrimonio, porque los Nassau eran calvinistas y Don Manuel era católico. Mauricio puso a Emilia bajo arresto domiciliario y Don Manuel tuvo que huir a Wesel. Cuando Mauricio descubrió que no podía convencerla de que se divorciara de su marido, éste la expulsó de la corte durante diez años. Con el tiempo se hicieron las paces, y ella y Don Manuel se encontraban junto al lecho de muerte de Mauricio.
Emilia y su marido tuvieron ocho hijos. Los últimos años de su vida vivieron separados, cuando su marido decidió —debido a las preocupaciones financieras— residir en Bruselas en la corte de Isabel Clara Eugenia de Austria, la archienemiga de la Casa de Orange. Emilia se fue a Ginebra con sus hijas, donde murió tres años más tarde, a la edad de 59 años.
Plataforma, Anders W. E. (1968). "Los descendientes de Juliana de Stolberg en el año de la paz de Munster". Espejo de la Historia (en Holandés) 3 (7/8).