Ранние годыЛеонор Варела родилась в Сантьяго, Чили, в семье известного чилийского нейробиолога и философа Франсиско Варелы и франко-венгерской танцовщицы Леонор Пальмы. Кроме Леонор в семье было ещё трое детей.После прихода к власти Пиночета семья эмигрировала в Коста-Рику, где Леонор провела первые 7 лет своей жизни. Из Коста-Рики Варела разрешили вернуться в Чили, но вскоре Франсиско получил работу в Германии. После нескольких лет в Германии семья снова переезжает в Чили, но опять ненадолго.
В 1986 году они снова вернулись в Европу, осев во Франции, где Варела занимался исследованиями в Политехнической школе и преподавал нейробиологию в Парижском университете.
С этого времени Леонор постоянно живёт в Париже.
В начале 1990-х Леонор поступает в Парижскую консерваторию.КарьераПервой её работой был детский телефильм «Pony Track» , снимавшийся в Исландии и вышедший на экраны в 1995 году. После этого она много снимается в различных телефильмах и европейских кинофильмах.
В Голливуде её карьера началась с небольшой роли в фильме «Человек в железной маске» 1998 года.
В 1999 году сыграла главную роль в высокобюджетном телефильме «Клеопатра» , пройдя отбор среди 35 других претенденток. Её партнерами по съемочной площадке были Тимоти Далтон (Цезарь) и Билли Зейн (Марк Антоний), с которым у неё завязался роман, длившийся около двух лет.
В 2000-х годах продолжала много сниматься.
В 2002 году снялась в фильме «Блэйд 2» .
В 2005 году была номинирована на кинопремию «Ариэль» Мексиканской киноакадемии за фильм «Невинные голоса» .
В 2012 году сыграла Марту Дель Соль в телесериале «Даллас» .Несколько раз появлялась в различных мужских журналах, в основном — «Maxim» , который в 2002 году поставил её на 11 место в списке 100 самых сексуальных женщин года.Личная жизньС 2011 года Леонор состоит в фактическом браке с продюсером Лукасом Акоскиным (род. 25 апреля 1979). У пары есть двое детей — сын Маттео Варела Акоскин (род. 20 ноября 2012) и дочь Луна Мэй Акоскин (род. 25 февраля 2015).Убежденная вегетарианка с 12 лет. Является активистом общества защиты китов. Свободно говорит на английском, французском, испанском и итальянском языках.