Leonor Varela, pe numele complet Leonor Magdalena Varela Palma, s-a născut la 29.12.1972, în Santiago, Chile. Ea este fiica lui Leonor Palma-Keller, terapeut de masaj și a biologului Francisco Varela García. Ea are o soră, Alejandra, și doi frați, Javier și Gabriel. Când Leonor era copil, familia ei a fugit din Chile după lovitura de stat militară din 1973. Ea a avut un scurt rol, Marta, în serialul Arrested Development. A fost nominalizată la Premiul Ariel în 2005 la categoria Cea mai bună actriță pentru Voci inocente (2004). A avut un rol în Stargate: Atlantis. A jucat rolul principal în filmul de televiziune Cleopatra (1999) și rolul prințesei vampir Nyssa Damaskinos în filmul Blade II (2002). Varela a avut și un scurt rol, Marta, în serialul Arrested Development. Ea a avut, de asemenea, un rol în Stargate: Atlantis. În 2012, Leonor a interpretat rolul Marta Del Sol în serialul de televiziune Dallas. Varela este vegetariană, un activist al vieții marine, preocupată de bunăstarea balenelor, lucrând cu grupuri precum Salvați Balenele din nou. În plan personal, Varela s-a logodit cu Billy Zane, partenerul ei din miniseria Cleopatra (1999). Ea a început să se întâlnească cu producătorul Lucas Akoskin în 2011 și s-au căsătorit în aprilie 2013. În noiembrie 2012, Varela și Akoskin au avut primul copil, un fiu pe nume Matteo. Fiica lor, Luna Mae, s-a născut pe 25 februarie 2015. Matteo a fost diagnosticat cu leucodistrofie la scurt timp după naștere. A murit la vârsta de 5 ani, pe 16 noiembrie 2018.
Varela a studiat actoria la școala Neils Arestrup, și la Ecole de Passage și Conservatoire Superieur de Paris.
Este jumătate franțuzoaică, jumătate chiliană și a petrecut mulți ani studiind în Statele Unite, Chile, Costa Rica, Germania și la Paris. Fluentă în engleză, franceză, spaniolă și italiană, cariera lui Varela a stârnit o pasiune în rândurile publicului din întreaga lume.
