Fue la segunda mujer del rey Enrique IV y madre de Juana de Castilla, conocida con el sobrenombre de la Beltraneja.
De tez morena, los cronistas de la época la describen como una mujer espléndida y de deslumbradora belleza, en un unánime elogio de viajeros y cronistas.
A sus 11 años, fue llevada como doncella al servicio de Enrique IV, que entonces solo contaba con cuatro años. La boda conllevó una dote muy especial, dada la mala experiencia previa con la primera mujer del rey Blanca de Navarra. Los portugueses se aseguraron un pago de 100.000 florines de oro si Enrique 'fallaba' en sus obligaciones conyugales.
Juana de Avis gustaba de lucirse vestida de amazona, con escudo de armas y yelmo en la cabeza y acompañada con nueve de sus damas en el campo de Cambil.
A causa del desinterés sexual de Enrique, poco a poco Juana se vio impulsada a tener otros amoríos con la complicidad de su entorno.
Tras siete años sin hijos, la reina tuvo a una niña: Juana de Castilla, a la que apodaron 'la Beltraneja' al ponerse en duda la paternidad del rey. Se decía que la niña era en realidad hija del noble Beltrán de la Cueva, valido de Enrique IV.
Al tener a su hija, Juana vio en Alfonso e Isabel un impedimiento para los intereses de su pequeña sobre el trono, por lo que prefirió tener lo más cerca posible al 'enemigo' e hizo que Enrique IV trajera a la corte a Isabel y Alfonso, quienes vivían con su madre Isabel de Portugal en Arévalo.
No tuvo mucho cuidado ni delicadeza en el trato con ellos. Su relación con Isabel era tiránica, de ninguna confianza y de vigilancia absoluta.