Leonor Dorotea de Anhalt-Dessau (en alemán, Eleonore Dorothea von Anhalt-Dessau;Dessau, 6 de febrero de 1602-Weimar, 26 de diciembre de 1664) fue una princesa de Anhalt-Dessau por nacimiento, y por matrimonio duquesa de Sajonia-Weimar.
Leonor Dorotea fue una hija del príncipe Juan Jorge I de Anhalt-Dessau (1567-1618) de su segundo matrimonio con Dorotea (1581-1631), hija del conde palatino Juan Casimiro de Simmern.
Ella contrajo matrimonio el 23 de mayo de 1625 en Weimar con su primo, el duque Guillermo el Grande de Sajonia-Weimar (1598-1662), con quien había estado comprometida antes de su campaña en Baja Sajonia. El matrimonio fue concluido por motivos políticos: debería profundizar las relaciones amistosas entre Anhalt y Sajonia-Weimar. El matrimonio, sin embargo, fue descrito como muy feliz.[1] Leonor Dorotea permaneció fiel a la Iglesia reformada durante su matrimonio, aunque se acercó a la doctrina luterana, que profesaba su marido.[2]
Murió en 1664 e inicialmente fue enterrada en la capilla del Palacio en Weimar. En 1824, su cuerpo fue trasladado a la nueva Cripta Ducal de Weimar.[3]
De su matrimonio Dorotea Leonor tuvo los siguientes hijos:
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