Originaire de Normandie, la soprano Sabine Devieilhe étudie le violoncelle avant de rejoindre le Conservatoire national supérieur de musique et danse de Paris où elle se forme au chant lyrique. Peu après la fin de ses études, elle est invitée à endosser le rôle de Serpetta dans La finta giardiniera (Mozart) au Festival d’Aix-en-Provence. Son vaste répertoire s’étend de la musique baroque aux œuvres contemporaines. Elle s’est ainsi produite sur les plus grandes scènes : Théâtre des Champs-Élysées et Opéra national de Paris, Monnaie de Bruxelles, Opéra de Vienne, Opéra de Zurich, Scala de Milan, Covent Garden de Londres, Opéra de Munich, festivals de Glyndebourne et Salzbourg, parmi d’autres. En concert, elle se produit avec l’Orchestre philharmonique de Berlin, l’Orchestre du Concertgebouw d’Amsterdam, l’Orchestre de l’Opéra de Munich, l’Orchestre symphonique de la Radiodiffusion bavaroise, l’Orchestre de Paris, Les Siècles ou encore l’Ensemble Pygmalion, sous la direction de Daniel Harding, Pablo Heras-Casado, Vladimir Jurowski, Klaus Mäkelä, Raphaël Pichon, Sir Simon Rattle, François-Xavier Roth et Esa-Pekka Salonen. Artiste exclusive d’Erato – Warner Classics depuis 2012, sa discographie comprend, entre autres, les disques Mozart & the Weber Sisters avec l’Ensemble Pygmalion et Raphaël Pichon, Mirages avec Les Siècles, Chanson d’amour avec Alexandre Tharaud et Mozart – Strauss avec Mathieu Pordoy. La saison dernière, elle interprète Sophie dans Le Chevalier à la rose (R. Strauss) à Milan, Mélisande dans Pelléas et Mélisande (Debussy) à Paris et Sophie et Zdenka dans Arabella (R. Strauss) à Vienne. Cette saison, elle incarne Dalinda dans Ariodante (Händel) et Suzanne dans Les Noces de Figaro (Mozart) à l’Opéra national de Paris ; en outre, elle fait ses débuts dans le rôle de Lucie dans la version française de Lucie de Lammermoor (Donizetti) à l’Opéra-Comique et participe à une tournée européenne avec Jakub Józef Orliński et l’Ensemble Pomo d’Oro (Giulio Cesare, Händel). En récital, elle collabore régulièrement avec le pianiste Mathieu Pordoy, avec lequel elle se produit dans l’Europe entière ; leur dernier disque est sorti en mars 2024.
À l’Opéra de Lyon, elle a incarné la Reine de la nuit dans La Flûte enchantée (Mozart) en 2013.