Ariane Labed est née en à Athènes et passe son enfance entre la France et l’Allemagne. Ses parents étant comédiens, la jeune Ariane vit dans un milieu d’artistes mais ne rêve que d’une chose, devenir danseuse. Elle pratique donc la danse classique durant 10 années au Conservatoire des ballets du Rhin Mulhouse. Elle intègre ensuite l’Université de Provence où elle étudie les métiers de la production.

C’est à la FAC qu’elle commence à jouer au théâtre et co-fonde sa compagnie, Vasistas. Ces expériences sur les planches avec la troupe lui permettent de jouer pour le théâtre national grec. C’est dans ce pays qu’elle tourne en 2010 le film Attenberg sous la direction d’Athina Rachel Tsangari. Ce rôle s'avère très physique ; la jeune Ariane y incarnant une femme solitaire initiée au sexe par sa meilleure amie. Sa prestation est très remarquée et lui vaut d’être récompensée par la Coupe Volpi de la meilleure interprétation féminine à la Mostra de Venise 2010.

La comédienne rencontre le cinéaste et acteur Yorgos Lanthimos sur le tournage d’Attenberg et les deux artistes tombent amoureux. Ce dernier lui offre un rôle dans son prochain film, Alps, l’histoire d’une société secrète qui propose ses étranges services lors du décès d’un proche. Ariane y interprète une gymnaste, encore un rôle très physique.

L’actrice s’est fait un nom et sollicite les services d’un agent à Paris. Elle tourne aux côtés de Benoît Poelvoorde Une place sur la Terre de Fabienne Godet avant de retourner en Grèce donner la réplique à Ethan Hawke et Julie Delpy dans Before Midnight.

Son talent explose encore un peu plus en 2014 avec son rôle dans Fidelio, l’odyssée d’Alice. Dans ce film, Ariane joue de sa beauté mystérieuse pour faire tomber les hommes sous son charme vénéneux. Sa performance lui vaut une nomination aux César en tant que meilleur espoir féminin et elle remporte le prix d’interprétation féminine au Festival du film de Locarno.

En 2015, la comédienne tourne à nouveau sous la direction de son mari, Yorgos Lanthimos, dans The Lobster. Le film présenté en Compétition au Festival de Cannes 2015 a le mérite de l’originalité. En effet, dans un futur proche, les personnes célibataires se voient contraintes de trouver l’amour en 45 jours sous peine de se voir transformées en un animal de leur choix. Ariane y donne la réplique à Colin Farrell et Rachel Weisz.

Privilégiant les drames, Ariane Labed joue dans Préjudice, Malgré la nuit, Voir du pays, Marie Madeleine, The Souvenir Part I et II et Avant l'effondrement. Parallèlement, elle s'autorise une incursion dans le blockbuster Assassin's Creed, adapté du célèbre jeu vidéo, et réalise en 2019 le court métrage Olla. Côté séries, elle joue dans l'épisode Men against Fire de Black Mirror, et trouve des rôles réguliers dans Ad Vitam, Trigonometry et L'Opéra.