Nació el 9 de noviembre de 1389 en el Palacio del Louvre, en Paris. Era hija del rey de Francia Carlos VI y de Isabel de Baviera Ingolstadt. El mes de noviembre de 1396, con tan solo 6 años de edad, fue casada en Calais con el rey de Inglaterra Ricardo II como uno de los acuerdos que componían el Tratado de Paz firmado entre Francia e Inglaterra.
Desde el primer momento, el rey Ricardo demostró un tierno afecto hacia la niña con la que había contraído matrimonio, la cual era demasiado joven para convertirse en su esposa de hecho. Pero aquella felicidad duraría poco, pues en 1399, Ricardo II, sería depuesto por Enrique de Lancáster, que además le encarcelaría en Pontefract, donde sería asesinado un año más tarde. Con respecto a Isabel, el nuevo rey ordena que la joven ─que tenía apenas 11 años─ sea conducida a la localidad de Sunninghill. Más Enrique IV, no sabía que hacer con ella, por lo que planeó casarla con su hijo, el futuro Enrique V. Pero Isabel no estaba de acuerdo, por lo que rechazo ese matrimonio. No quería saber ni oír nada sobre el príncipe. Al conocer la muerte de su esposo, Isabel se había entregado a un riguroso luto. Finalmente Enrique IV, la autoriza regresar a Francia.
En 1404, Luis de Orleáns, tío y padrino de Isabel, solicita su mano para su hijo Carlos. El matrimonio se celebrará el 29 de junio de 1406, en la ciudad de Compiègne. Isabel, que por entonces contaba 16 años, lloró durante toda la ceremonia, ya que se sentía rebajada ─después de haber sido reina de Inglaterra─, al casarla con un simple primo, que además era cinco años menor que ella. El rey Carlos VI le otorga a su nuevo yerno la autoridad sobre su condado de Valois, que su padre Luis, elevará a ducado.
El 23 de noviembre de 1407, el duque Luis de Orleans es asesinado por mandato de su primo Juan sin Miedo, duque de Borgoña, convirtiéndose Isabel y su esposo en los nuevos duques de Orleáns. Dos años más tarde, el 13 de septiembre de 1409, en la ciudad de Blois, muere Isabel, con tan solo 19 años de edad, al dar a luz a su única hija, Juana, siendo sepultada en la capilla de Notre-Dame des Bonnes-Nouvelles de la abadía de Saint-Laurner, en Blois. Años más tarde sus restos son trasladados, por orden del rey Luis XII de Francia, al convento de los Celestinos en Paris, que sería destruido durante la Revolución Francesa.