Arhiducesa Adelheid a Austriei s-a născut pe 3 ianuarie 1914 la castelul Hetzendorf din Viena și a fost al doilea copil și fiica cea mare a Arhiducelui Carol al Austriei și a soției acestuia, Zita de Bourbon-Parma. Copila a fost botezată pe 7 ianuarie 1914 de Friedrich Gustav Piffl, Prinț arhiepiscopul Vienei, numele de botez fiind Adelheid Maria Josepha Sixta Antonia Roberta Ottonia Zita Charlotte Luise Immakulata Pia Theresia Beatrix Franziska Isabella Henriette Maximiliana Genoveva Ignatia Marcus d’Aviano, iar nașii au fost bunica paternă, prințesa Maria Josepha a Saxoniei, și unchiul matern, prințul Sixtus de Bourbon-Parma.
Pe 21 noiembrie 1916 unchiul Adelheidei, împăratul Franz Joseph I, a murit și tatăl ei i-a succedat ca împărat al Austriei și rege al Ungariei, dar după înfrângerea Austro-Ungariei în Primul Război Mondial și prăbușirea imperiului suveranul a fost forțat să renunțe la tron, iar în 1919 întreaga familie a fost trimisă în exil inițial în Elveția, apoi pe Insula Madeira.
În ziua de 9 martie 1922, fetița împreună cu tatăl și fratele ei, Otto, au mers în oraș să cumpere jucării pentru ziua fratelui mai mic, Karl Ludwig. Pe drumul de întoarcere s-a lăsat un frig cumplit și arhiducele, care era îmbrăcat subțire, a răcit, iar după câteva zile a dezvoltat o pneumonie din cauza căreia a murit pe data de 1 aprilie, la doar 34 de ani. Câțiva dintre copii s-au îmbolnăvit și ei, iar fosta împărăteasă Zita, care era însărcinată în 8 luni, i-a îngrijit pe toți cu mult devotament.
După înmormântare, un martor a spus despre suverana exilată: „Această femeie este cu adevărat de admirat. Nu și-a pierdut cumpătul nicio secundă. A salutat oamenii, apoi a vorbit cu toți cei care au ajutat la înmormântare”. După decesul soțului, Zita a fost văduvă timp de 67 ani, timp în care a purtat doliu negru și a fost preocupată doar de educația copiilor.
În decembrie 1933, Adelheid a devenit primul membru al fostei familii imperiale care a fost primit la Viena de autoritățile republicane, dar în timpul celui de-Al Doilea Război Mondial a emigrat, împreună cu mare parte din familie, în Statele Unite, pentru a scăpa de naziști. Mai târziu arhiducesa s-a întors în Europa și a lucrat alături de fratele ei, Otto.
Prințesa nu s-a căsătorit niciodată și a murit la Pöcking, în Bavaria, pe 3 octombrie 1971, la vârsta de 57 de ani, fiind înmormântată în Tirol, însă mama ei, Zita de Bourbon Parma, ultima împărăteasă a Austriei, nu a putut participa la funeralii. Restricțiile privind intrarea habsburgilor în Austria fuseseră ridicate, dar această facilitate se aplica doar celor născuți după 10 aprilie 1919, iar interdicția a fost o adevărată dramă pentru bătrâna împărăteasă care a supraviețuit până în 1989.
