Originaire de Normandie, Sabine Devieilhe étudie dans un premier temps le violoncelle, avant d’intégrer le Conservatoire national supérieur de musique de Paris pour y étudier le chant.
Son répertoire s’étend de la musique baroque aux œuvres contemporaines. Peu après la fin de ses études, elle est invitée au Festival d’Aix-en‑Provence pour interpréter Serpetta (La finta giardiniera) et à Lyon pour ses débuts en tant que Reine de la Nuit (La Flute enchantée). Elle s’est depuis produite sur les grandes scènes lyriques internationales. En concert, on a pu l’entendre avec l’Orchestre philharmonique de Berlin, l’Orchestre royal du Concertgebouw, Les Siècles ou l’Ensemble Pygmalion. En récital, elle se produit régulièrement aux côtés du pianiste Mathieu Pordoy.
Au cours de la saison 2025-2026, elle incarne notamment Cléopâtre (Giulio Cesare) au MusikTheater an der Wien et au Teatro Real de Madrid et le rôle-titre de Lucie di Lammermoor à l’Opéra Comique.