Ella fue la hermana del emperador bizantino Andrónico III Paleólogo.

Teodoro Svetoslav pidió casarse con Teodora Paleóloga a finales de 1307 con el fin de terminar su guerra contra el Imperio bizantino que se inició cuando se convirtió en emperador en 1300.

Con este movimiento legítimo su autoridad e hizo un acercamiento con Andrónico III.

En mayo de 1327 fue renovada la alianza y los contemporáneos señalaron que las negociaciones se asemejaban más a una reunión familiar en lugar de ser negociaciones reales diplomáticas ya que Andrónico y su madre María le preguntaron a Miguel Shishman si traía a Teodora.

Lo más probable es que viviera con su madre que era una monja en ese momento y después de su muerte, Teodora se convirtió en monja bajo el nombre monástico de Teodosia.