Ефросинья родилась в 1155 году и была дочерью Андроника Дуки Комнина, который занимал в Византийской империи важные должности друнгария и севаста. Родственниками девушки являлись император Константин X и Ирина Дука – жена Алексея I Комнина.

Когда девочка подросла, ее выдали замуж за византийского императора Алексея III Ангела, старшего брата императора Исаака II. Хотя младший брат дал ему титул севастократора, честолюбивый Алексей в 1195 году ослепил его и занял имперский престол. В этом ему активно помогла жена, организовавшая поддержку аристократии.

Взойдя на престол, Ефросинья стала фактически управлять страной от имени мужа, который посвятил все свое время плотским утехам и развлечениям. Надо отметить, что Ефросинья была отличным политиком и обладала хорошим политическим чутьем. Дело в том, что за время правления династии Ангелов страна погрязла в коррупции, и супруга Алексея решила покончить с этой проблемой, призвав на службу Константина Месопотамского. Эта решительная мера заставила ее брата Василия Каматира и племянника Андроника Контостефана распустить слухи о том, что императрица имеет любовные отношения с аристократом Ватацем. Алексей поверил в это: любовника казнили, а Ефросинья была сослана в монастырь. Лишь спустя полгода, осенью 1197 года она смогла вернуться во дворец.

В 1203 году к Константинополю подошли участники четвертого крестового похода, которых привел Алексей IV. Его дядя бежал из столицы, захватив с собой 10 кентинариев золота и дочь Ирину. Ефросинья была арестована; впрочем, власть вскоре перешла в руки Алексея V Мурзуфла, который был любовником ее дочери Евдокии. Спустя год после этих событий, в апреле 1204 года, Константинополь был взят крестоносцами, и Каматира покинула город вместе с Евдокией и Мурзуфлом. Они отправились к Алексею III в Мосинополь. Там Ангел ослепил любовника собственной дочери и сдал его европейцам, которые с большим удовольствием расправились с бывшим императором.

Затем Ефросинья и Алексей бежали сначала в Фессалию, потом в Коринф, но были пленены Бонифацием Монферратским. В 1209 или 1210 году их выкупил родственник – правитель Эпира Михаил I Комнин Дукай. Алексей отправился в Конийский султанат, а его жена поселилась в Арте. Там она и скончалась примерно в 1210 или 1211 году.