Arsinée Khanjian a grandi au sein d'une communauté arménienne très soudée à Beyrouth, où ses parents se sont réfugiés après le génocide perpétré sur le peuple arménien au début du siècle. A l'âge de 17 ans, elle émigre avec toute sa famille au Canada. Durant trois ans, parrallèlement à une formation de sciences politiques et de lettres, elle suit activement des cours de théâtres. A la fin de ses études, elle décide de se lancer pleinement dans une carrière de cinéma.
Elle rencontre le tout jeune cinéaste Atom Egoyan durant un casting pour son premier long métrage, Proches Parents : c'est le coup de foudre à la fois artistique et amoureux. Dès lors, à la vie comme à l'écran, le couple ne se sépare jamais. Muse d'Egoyan, Arsinée est de tout ses films, que ce soit la fille fragile dans Proches Parents, la traductrice dans Calendar, la propriétaire d'Exotica, une mère hippie dans De beaux lendemains, l'historienne et mère désespérée dans Ararat ou encore plus récemment le professeur de français au lourd secret dans Adoration.
Parrallèlement, parlant parfaitement le français et l'anglais, elle a sû se construire une carrière internationale, travaillant notamment avec Don McKellar (Last Night), Olivier Assayas (Fin aout, debut septembre), Michael Haneke (Code inconnu ou encore Catherine Breillat (A ma soeur !).