Анна Элеонора — дочь ландграфа Людвига V и его супруги Магдалены Бранденбургской, дочери курфюрста Иоганна Георга.
14 декабря 1617 года в Дармштадте Анна Элеонора вышла замуж за будущего герцога Брауншвейг-Люнебурга Георга. Брак с Элеонорой оказал большое влияние на политику Георга в Гессенской войне между домами Дармштадта и Касселя за Гессен-Марбург. Георг умело пользовался хорошими связями тестя с императором. Анна Элеонора вела со своим отцом обширную переписку по политическим вопросам.
В своём завещании герцог назначил супругу опекуном сыновей вместе со своим братом Фридрихом и шурином Иоганном. Верная отцовскому дому Анна Элеонора незамедлительно назначила своего брата Иоганна командующим войсками Брауншвейг-Люнебурга.