Арсения Сибилёва родилась в Москве в 2001 году. Окончила Московскую государственную консерваторию имени П. И. Чайковского (класс профессора Сергея Кравченко). Участвовала в мастер-классах Вадима Репина, Дмитрия Берлинского, Сальваторе Аккардо, Сергея Крылова, Бориса Гарлицкого, Вадима Глузмана, Лианы Исакадзе, Виктории Мулловой, Доры Щварцберг, Массимо Кварты, Марко Риччи, Михаэля Баренбойма, Михаила Гантварга, Максима Федотова. Участница смен образовательного центра «Сириус» (2018). Стажировалась в Академии Штауффера в классе Сальваторе Аккардо (2023–2024, Кремона, Италия). 

Лауреат международных конкурсов имени Бетховена в Австрии (2016, I премия), имени Рудольфа Матца в Хорватии (2016, Гран-при), Jumerah Sounds в ОАЭ (2018, I премия), XV Международного конкурса молодых музыкантов в номинации «Струнные инструменты» в Москве (2019, I премия), имени Леонида Когана в Бельгии (2020, III премия). Обладательница Золотых медалей XIV, XVIII и XIX Дельфийских игр России (2013, 2018, 2019) и Золотой медали XII Дельфийских игр стран СНГ (2020). 

Удостоена Гранта мэра Москвы (2016, 2018), премии «Молодые дарования России» (2015, 2018); стипендиат фондов «Новые имена» (2012), Владимира Спивакова (2015) и «Создаем будущее» (2024), Департамента культуры Москвы (2013).

Выступала в сопровождении симфонических оркестров Мариинского театра, Государственной академической капеллы Санкт-Петербурга, Санкт-Петербургского государственного академического симфонического оркестра, Губернаторского симфонического оркестра Санкт-Петербурга, оркестра Министерства обороны РФ, «Академия русской музыки», Госоркестра Республики Башкортостан, ведущих коллективов Новосибирска, Самары, Оренбурга, Тамбова, Сочи, Ульяновска, Калининграда, Ростова и многих других.

Выступала на крупнейших сценах Санкт-Петербурга (Концертный зал Мариинского театра, залы филармонии, капеллы и Эрмитажа), Москвы, Уфы (ГКЗ «Башкортостан»), в залах многих российских региональных филармоний, Астаны, Еревана, Маската, Концертном центре федеральной территории «Сириус», Русских домах в Вене, Берлине, Люксембурге и Париже. 

Участница Транссибирского Арт-Фестиваля, Международного молодежного фестиваля имени П. И. Чайковского в Клину, фестиваля «Чайковский. Перезагрузка» в Государственном Эрмитаже, Зимнего фестиваля искусств Юрия Башмета в Сочи, Фестиваля классической музыки памяти Дмитрия Когана в Архангельске, Всероссийского фестиваля классической музыки в Сочи, Фестиваля романтической музыки Молодых музыкантов Москвы Virtuoso-2017, XXIII Московского международного фестиваля юных солистов, Летнего фестиваля в Нагольде, Leipziger Notenspur и Beethoven Pastoral Project в Германии; а также Летних академий Санкт-Петербургского Дома музыки и в Марктобердорфе в Германии, образовательных программ Музыкальной академии Киджи в Италии.