W wieku nastoletnim nawiązała bliskie relacje z siostrami Marią Ludwiką i Karoliną Aglaią. Jednak to Adelajda była uważana na najurodziwszą i najbardziej wdzięczną z córek orleańskich, będąc ulubienicą babki Elżbiety Karoliny Wittelsbach (1652–1722). Odebrała staranne wychowanie, typowe dla panien dworskich jej czasów. Wykazywała szczególne uzdolnienia muzyczne i taneczne. Obok tego interesowała się filozofią i teologią oraz naukami przyrodniczymi, poprzez samokształcenie rozwijała wiedzę z zakresu fizjologii i chirurgii człowieka.
Rodzice rozważali wydać ją za mąż za Ludwika Augusta (1700–1755), księcia Dombes, najstarszego syna Ludwika Augusta (1670–1736), księcia Maine, i Ludwiki Benedykty de Bourbon-Condé (1676–1753). Jednak bardzo pobożna Adelajda nie wzbudziła uwagi młodego księcia, która jednak swatała go z młodszą siostrą Karoliną Aglaią. Kolejnym kandydatem do ręki Adelajdy był Jakub Franciszek Stuart (1688–1766), pretendent do tronu Wielkiej Brytanii, który zrezygnował z zalotów, zorientowawszy się, że narzeczona jest znacznie lepiej wykształcona.