ลีโอนอร์ วาร์เลร่า ได้สร้างความประทับใจต่อกลุ่มผู้ชมชาวอเมริกันอย่างมากเป็นครั้งแรกเมื่อปี 1999 จากภาพที่เธอนอนเอนกายบนป้ายโฆษณาขนาดมหึมาที่โฆษณามินิซีรี่ส์จากมหากาพย์เรื่อง Cleopatra ของสถานีโทรทัศน์ ABC ซึ่งวาร์เลร่าเอาชนะนักแสดงหญิงคนอื่น ๆ ถึง 35 คนในการคัดเลือกตัวแสดง และได้แสดงบทของคลีโอพัตราซึ่งได้เสียงชื่นชมอย่างสูง โดยแสดงร่วมกับ ทีโมธี ดาลตัน และบิลลี่ เชน รายการ Daily Varieties ให้คำนิยมแก่ วาร์เลร่า ว่า เป็นการเข้าถึงแก่นแท้ของบทบาทอย่างแท้จริงที่คุกรุ่นไปด้วยมั่นใจที่ท้าทาย ต่อมาเธอรับบทในภาพยนตร์แอ็คชั่นบู๊ล้างผลาญคู่กับ เวสลีย์ สไนเปอร์ เรื่อง Blade II ของ New Line ซึ่งกำกับโดย กิลเลอร์โม เดล โทโร่ โดยแสดงเป็นนิสซ่า ลูกสาวของศัตรูคู่อาฆาตของเบลดที่เข้ามาตีสนิทเพื่อเจรจาสงบศึกชั่วคราว
วาร์เลร่า เกิดที่ซานเตียโก ประเทศชิลี บิดามารดาเป็นชาวชีลีและฝรั่งเศส ในวัยเด็กเธอได้อาศัยอยู่ในหลาย ๆ ที่ อย่างเช่น ปารีส คอสตาริก้า และเยอรมัน เธอเก่งทั้งภาษาชิลี อังกฤษ ฝรั่งเศส สเปน และภาษาอิตาลี เธอได้เรียนการแสดงที่ Neils Arestrup's Ecole de Passage และ the Conservatoire Superieur ในกรุงปารีส และปัจจุบันกำลังศึกษาอยู่ที่สถาบัน Ivana Chubbuck
ผลงานการแสดงของวาร์เลร่านั้น มีทั้งภาพยนตร์ภาษาสเปน ภาษาฝรั่งเศส และภาษาอังกฤษ เธอเป็นที่รู้จักดีในหมู่ผู้ชมชาวอเมริกาใต้จากการรับบทนำในซีรีส์ของทีวีชิลี เรื่อง Tic-Tac ในปี 1997 และเธอยังได้โปรดิวซ์และแสดงนำในภาพยนตร์เรื่อง Paraiso ในปี 2002 ที่กำกับโดยผู้กำกับที่ได้รับการยกย่องจากชาวชิลีที่ชื่อ นิโคลาส อาคูน่า
วาร์เลร่า ยังมีผลงานในละครทีวีอีกหลายเรื่อง และภาพยนตร์อีก 6 เรื่องในฝรั่งเศส เริ่มตั้งแต่ภาพยนตร์ภาษาฝรั่งเศสผลงานเปิดตัวของเธอเรื่อง Le Ciel Est A Aous ในปี 1997, งานภาพยนตร์ฝรั่งเศสของเธอรวมไปถึงเรื่อง Les Parasites ในปี 1999, เรื่อง Les Infortunes De La Beaute ในปี 1999 ซึ่งแสดงคู่กับ Arielle Dombasle และ Maria de Medeiros และเรื่อง Pas Si Grave ในปี 2003 บทในหนังฝรั่งเศสที่ทำให้เธอมีชื่อเสียงมาจนถึงทุกวันนี้คือ บทที่แสดงคู่กับซูเปอร์สตาร์ ฌอง เรโน่ ในภาพยนตร์คอมเมดี้ที่ประสบความสำเร็จอย่างสูงเรื่อง Tais-Toi เมื่อปี 2003 ซึ่งเธอแสดงเป็นตัวละคร 2 ตัว คือเป็นคนรักของเรโน่ และเป็นหญิงชาวอัลบาเนียที่อพยพเข้ามาอย่างผิดกฎหมายที่เขาฟูมฟักไว้ใช้แทนที่เธอ
วาร์เลร่า ได้พิสูจน์ให้เห็นถึงความสามารถอันหลากหลายของเธอในภาพยนตร์ฮอลลีวู้ดหลายเรื่อง อาทิผลงานกำกับของ แรนดัลล์ วอลเลซ ที่เธอแสดงคู่กับ ลีโอนาร์โด ดิคารปริโอ ในเรื่อง The Man in the Iron Mask ในปี 1998 ที่แสดงกับ เพียร์ซ บรอสแนน และเจฟฟรีย์ รัช เรื่อง The Tailor of Panama ในปี 2001 และผลงานของ สตีฟ ไมเนอร์, เรื่อง Texas Ranger ในปี 2001 เธอรับบทมาร์ธา ในซีรีส์ตลกเรื่องดัง Arrested Development ในปี 2003 และบทนำจากเรื่อง Americano ของเควิน โนแลนด์ ซึ่งแสดงคู่กับ โจชัว แจ็คสัน และเดนนิส ฮอปเปอร์
