Über Susannas Kindheit und Ausbildung ist nur wenig überliefert. Als Angehörige einer einflussreichen Adelsfamilie erhielt sie aller Wahrscheinlichkeit nach eine standesgemäße Erziehung, die sie auf ihre spätere Rolle im höfischen Leben vorbereitete.
Ein bedeutendes Ereignis in ihrem Leben war die Eheschließung mit Ottheinrich von der Pfalz am 16. Oktober 1529 in Stettin. Ottheinrich, damals Pfalzgraf von Neuburg, galt als gebildet und kunstsinnig und war ein bekannter Förderer der Renaissancekultur. Mit dieser Verbindung wurden zwei bedeutende süddeutsche Fürstenhäuser miteinander verknüpft.
Die Ehe blieb kinderlos, scheint jedoch von gegenseitigem Respekt und gemeinsamen Interessen getragen gewesen zu sein. Susanna begleitete ihren Ehemann bei seinen kulturellen Bestrebungen und war während seiner ambitionierten Bauprojekte – insbesondere beim Umbau des Schlosses in Neuburg an der Donau – an seiner Seite. Inwieweit sie aktiv Einfluss nahm, lässt sich historisch nicht eindeutig belegen, doch ihre Präsenz am Hof dürfte die Unternehmungen Ottheinrichs auf unterschiedliche Weise unterstützt haben.
Die religiöse und politische Situation jener Zeit war durch die Reformation in tiefgreifendem Wandel. Ottheinrich wandte sich 1542 dem protestantischen Glauben zu – ein Schritt, der Spannungen mit dem katholischen Kaiserhaus nach sich zog. Susannas eigene religiöse Haltung ist nicht dokumentiert. Als Tochter eines katholischen Herzogs und Ehefrau eines sich der Reformation anschließenden Fürsten lebte sie jedoch mitten in einer Zeit intensiver konfessioneller Umbrüche.
Als Herzogin von Pfalz-Neuburg erfüllte Susanna repräsentative Pflichten und prägte das Hofleben ihrer Zeit mit. Sie war Teil einer höfischen Kultur, die von Humanismus, Kunstsinn und politischem Wandel gekennzeichnet war.
Susanna von Bayern starb im Jahr 1543, noch relativ jung. Ihr Tod bedeutete für Ottheinrich einen großen Verlust; er heiratete kein zweites Mal.
Obwohl Susanna von Bayern nicht die gleiche historische Bekanntheit erlangte wie ihr Gemahl, war sie doch eine bedeutende Persönlichkeit des frühen 16. Jahrhunderts. Ihre Herkunft, ihre Verbindung zu einem kunst- und reformfreudigen Fürsten sowie ihre Rolle im höfischen Leben machen sie zu einem exemplarischen Beispiel für die Lebenswelt adliger Frauen in der Renaissance – oft im Schatten großer Männer, aber dennoch mit eigenem Einfluss auf die kulturelle Geschichte ihrer Zeit.