Filip II był przywiązany do Elżbiety, nie opuścił jej nawet, kiedy zachorowała na ospę. Pierwsza ciąża Elżbiety w 1564 zakończyła się poronieniem dwóch dziewczynek. W 1566 urodziła Izabelę Klarę Eugenię, a rok później (1567) Katarzynę Michalinę. Te córki były oczkiem w głowie Filipa II, znanego przede wszystkim ze skrytości i ponurego usposobienia - zezwalał nawet córkom wsparcie w jego królewskich obowiązkach, np. Izabela tłumaczyła korespondencje z języka włoskiego na hiszpański.
3 października 1568 Elżbieta poroniła syna i tego samego dnia zmarła. Po jej śmierci, jej matka zaproponowała Filipowi II rękę Małgorzaty Walezjuszki, młodszej siostry Elżbiety, ale Filip odmówił.
Potomstwo Elżbiety i Filipa II Izabela Klara Eugenia (ur. 8 grudnia 1566 w Segowii, zm. 12 grudnia 1633 w Brukseli). Poślubiła swojego habsburskiego kuzyna – arcyksięcia Austrii – Albrechta Hasbsburga (1559–1621), który został regentem w hiszpańskich Niderlandach (1598). Mieli oni troje dzieci, wszystkie zmarły jednak we pierwszych latach życia. Ich wspólne rządy rozpoczęły złotą erę habsburskich Niderlandów.