La Casa Real quiso dotar a la ceremonia de una especial solemnidad, y distinguirla de los anteriores bautizos de los seis nietos del Rey. El objetivo es que se manifestara que la niña está destinada a suceder a su padre cuando se haga la reforma constitucional que derogue el artículo 57.1, que se lo impediría si tuviera un hermano varón.
Algo probable, ya que don Felipe volvió a reiterar es que quiere tener más hijos. Protagonizó una divertida anécdota al entender que un informador le preguntaba cuando nacería el segundo y muy resuelto contestó que claro que lo habrá, aunque, "de momento, no". Además de las familias de los padres, estuvieron presentes en la ceremonia que ofició el arzobispo de Madrid, Antonio María Rouco Varela, el presidente del Gobierno, José Luis Rodríguez Zapatero; los del Congreso y el Senado, Manuel Marín y Javier Rojo; la del Tribunal Constitucional, María Emilia Casas; el del Tribunal Supremo y el Consejo General del Poder Judicial, Francisco José Hernando, y el ministro de Justicia, Juan Fernando López Águilar, en calidad de notario mayor del Reino.
La Infanta fue bautizada en la pila de Santo Domingo de Guzmán, una reliquia del siglo XII reservada desde el siglo XVII para los bautizos de príncipes e infantes. El Rey era ya padrino de su primer nieto, el primogénito de los duques de Lugo, pero la Reina no tenía hasta ahora una ahijada en la familia.
Pocas horas después del nacimiento de Leonor en la Clínica Ruber Internacional, doña Sofía dijo que era muy llorona. El tiempo y el comportamiento apacible de la niña han demostrado que esa primera impresión no podía estar más alejada de la realidad. Por eso, la Reina, que por primera vez es madrina de uno de sus nietos y estaba radiante, quiso aclararlo. "Todo lo que dije queda derogado", afirmó para que constara, y certificó que, "como se ve, es muy tranquila, es buenísima".
La Infanta Leonor vestía el mismo traje que llevaron antes su abuelo el rey, su padre, sus tías y sus seis primos.
El vestíbulo de la residencia de los Reyes fue el escenario de la ceremonia religiosa, que estuvo oficiada por el arzobispo de Madrid, el cardenal Antonio María Rouco Varela.