Генриетта родилась в городе Эксетер в Англии 16 июня 1644 года в разгар гражданской войны.
Её мать, которой роды помешали покинуть Англию, заботится о ней мало и вскоре уезжает во Францию, оставляя ребенка под опекой леди Далкейт, графини Мортон. Принцесса выросла в католическом монастыре Шайо. Генриетта была очень дружна со своим старшим братом Карлом и тетей Анной Австрийской.
30 марта 1661 года она выходит замуж за своего кузена Филиппа Орлеанского, младшего брата Людовика XIV. Трое их детей выжили, из них один умер в раннем детстве:
Совместная жизнь Генриетты и Филиппа была далеко не счастливой. Её муж, склонность которого к мужчинам не была тайной, ревновал к её влиянию при дворе.
Генриетта была дружна с братом мужа Людовиком XIV. При дворе даже поговаривали что они были любовниками. Чтобы опровергнуть слухи, Генриетта срочно представила королю Луизу-Франсуазу де Лавальер, которая стала его любовницей. Генриетта тем не менее еще имеет влияние при дворе несмотря на враждебность мужа и королевы Марии Терезии.
В 1670 году она способствовала подписанию Дуврского договора, который скрепляет сближение интересов ее брата Карла II и шурина Людовика XIV. Спустя две недели после возвращения из Лондона, Генриетта начала испытывать сильные боли в желудке. Она умерла 30 июня 1670 года, в возрасте 26 лет, от перитонита.
При дворе ходили слухи, что Генриетта была отравлена шевалье де Лорреном, фаворитом ее мужа, который, находясь по ее вине в изгнании в Италии, передал яд через другого фаворита — маркиза Эффиа, отравившего не напиток, а саму чашку принцессы. Однако вскрытие, проведенное по желанию короля, не обнаружило следов яда. Предполагался перитонит, вызванный язвой желудка.