Arielle Laure Maxime Sonnery s-a născut pe 27 aprilie 1953 în localitatea Hartford, statul Conneticut, Statele Unite ale Americii. Părinți Jean-Louis-Melchior Sonnery de Fromental, arheolog și colecționar de artă pre-columbiană și Francion Garreau-Dombasle. Cunoscută cu nume de scenă Arielle Dombasle, Arielle și-a petrecut copilăria în localitățile Mexico City, Cuernavaca și Valle del Bravo din Mexic. După ce rămâne orfană de mamă, ea este crescută de bunica maternă în sudul Franței. Urmează ''Clasa de dans Rosella-Hightower'' la Cannes. Arielle practică dansul clasic și teatrul, într-o trupă mică în Mexico City. Se reîntoarce în Franța unde începe să predea dansul.
Arielle Dombasle descinde din imigranți franco-americani din Mexic sub mandatul diplomatic al bunicului ei. Numele familiei a fost creat în 1912, când bunicul lui Dombasle, René Sonnery (1887–1925), un industriaș din Lyon, s-a căsătorit cu Anne-Marie Berthon du Fromental. Arielle a luat pseudonimul Dombasle în memoria mamei sale care a murit la 36 de ani, în 1964. Dombasle și fratele ei, Gilbert, au fost crescuți ca romano-catolici, în Mexic, de bunicii lor materni. Ea a urmat Liceul Franco-Mexican. A crescut și la Chateau de Chaintre, moșia familiei Sonnery, lângă Macon, Saone-et-Loire. Bunicul ei matern, Maurice Garreau-Dombasle, a fost un prieten apropiat și consilier al lui Charles de Gaulle, atașat comercial de lungă durată pentru Ambasada Franței, care a demisionat la 3 septembrie 1940 afirmând că „nu va lucra niciodată sub control german” și în iunie a aceluiași an a fost unul dintre fondatorii France Forever. Mai târziu, va fi ambasador francez în Mexic. Bunica ei maternă a fost Man'ha Garreau-Dombasle (născută Germaine Massenet, 1898–1999), scriitoare și poetă care a tradus lucrările lui Rabindranath Tagore în franceză și a fost prietenă mult timp cu scriitorul de science-fiction, Ray Bradbury, care i-a dedicat în 1972 romanul Arborele de Halloween. Dombasle a urmat Conservatorul Internațional de Muzică din Paris, și-a continuat studiile în Mexic, a devenit model, cântăreață, actriță, regizoare, activă din 1978. S-a remarcat în filme, precum: Pauline at the Beach (1983, de Eric Rohmer), Sans soleil (1983), Tokyo Days (1988), The Owl’s Legacy (1989), The Blue Villa (1995, de Alain Robbe-Grillet). De asemenea, a jucat în miniseria Lace din 1984 și în continuarea sa din 1985, Lace II; a apărut ca invitată în Miami Vice. Din 1978 a lansat douăzeci și unu de single-uri, zece albume și a regizat patru filme: Les Pyramides Bleues, Chassé-croisé, Opium și Alien Crystal Palace. Dombasle a apărut în mai multe producții de la Hollywood, dar cea mai mare parte a muncii ei de actorie a fost în franceză, spre deosebire de albumele ei, care sunt în mare parte în spaniolă și engleză. În 2006, a lansat ambele albume Amor Amor și C'est si Bon în SUA. În septembrie 2006, a cântat trei seri la rând la Supper Club din New York City. Charlie Rose a invitat-o pe Arielle Dombasle să-și promoveze albumele la The Charlie Rose Show. Artista a lansat apoi mai multe albume în Franța: Glamour à Mort !, Diva Latina, Arielle Dombasle de ERA și La Rivière Atlantique cu rockerul francez, Nicolas Ker. Ea s-a alăturat Les Grosses Tetes, un program de radio francez, în ianuarie 2016. În același an, Arielle Dombasle și-a lansat parfumul, Le Secret d'Arielle, în cadrul Maubousin. Campania promoțională a fost creată de artistul francez Leonardo Marcos. Arielle este primul concurent care a fost confirmat pentru sezonul 8 din Danse avec les Stars (versiunea franceză a Dancing with the Stars). În 2018, alături de Mareva Galanter, Inna Modja și Helena Noguerra, ea a recreat trupa franceză Les Parisiennes. Doi ani mai târziu, în 2020, Arielle Dombasle a lansat al doilea album comun cu Nicolas Ker, numit Empire. În plan personal, a fost căsătorită cu doctorul stomatolog, cu 32 de ani mai mare decât ea, Paul Albou, din 1976 până în 1985. Este împreună cu Bernard-Henry Lévy fiind a treia soție a acestui scriitor. S-au căsătorit pe 19 iunie 1993, la Saint-Paul-de-Vence, pe Coasta de Azur, unde au o vilă. Are doi copii vitregi, Antonin-Balthazar Lévy și Justine Lévy, romancier. În 2009, ea a semnat o petiție în sprijinul regizorului Roman Polanski, cerând eliberarea lui după ce a fost arestat în Elveția în legătură cu acuzația sa din 1977 pentru drogarea și violarea unei fete de 13 ani. Arielle este vegetariană. În 2016, a făcut campanie împotriva abatoarelor pentru PETA.
