Fille de Ptolémée III Évergète 1er et de Bérénice II de Cyrène.
Elle épouse en 220 av. jc son frère Ptolémée IV Philopator et lui donne un fils, Ptolémée V Épiphane, qui se marie à Cléopâtre 1ère , fille d’Antiochos III, roi de Syrie [1].
Ptolémée IV Philopator est secondé par un Grec du nom de Sosibios qui avait déjà servi son père. Sur ses conseils ainsi que ceux de sa maîtresse Agathocléa, il fait assassiner sa mère Bérénice, son frère Magas ainsi que son oncle Lysimaque, épargnant Arsinoé qui devient ainsi sa complice.
Elle meurt assassinée en 204 av. jc, un an après son mari, victime d’une conspiration préparée par son conseiller Agathocle et sa sœur, Agathocléa, première concubine du roi et perpétré par les favoris de son fils Ptolémée V, âgé de 6 ans.