Sabine Devieilhe, originaire de Normandie, a dans un premier temps étudié le violoncelle et la musicologie. Parallèlement à sa formation de chanteuse au Conservatoire national supérieur de musique et de danse de Paris, la jeune soprano colorature travaillait déjà avec les ensembles Pygmalion – Raphaël Pichon et Les Cris de Paris – Geoffroy Jourdain. Elle s’est également rapidement produite en concerts, notamment avec l’Orchestre de Paris, Les Arts Florissants mais aussi avec Les Musiciens du Louvre – Marc Minkowski et Le Concert Spirituel – Hervé Niquet. C’est sous la direction de Jean-Claude Malgoire qu’elle a chanté pour la première fois Amina dans La Sonnambula de Bellini et La Folie dans Platée de Rameau.

Peu après la fin de ses études, Sabine Devieilhe est invitée au Festival d’Aix-en-Provence pour interpréter Serpetta dans La Finta Giardiniera de Mozart, mais aussi à Montpellier pour le rôle-titre de Lakmé de Léo Delibes et à Lyon pour ses débuts en tant que Reine de la nuit dans Die Zauberflöte de Mozart. En outre, elle a été récompensée lors de la 20ème  cérémonie des Victoires de la Musique 2013 dans la catégorie « Révélation Artiste Lyrique ».

Depuis lors, on a pu l’entendre à Lyon, Paris et Amsterdam dans le rôle de Soeur Constance dans l’opéra de Poulenc Les Dialogues des Carmélites. Elle a été portée en triomphe à l’Opéra-Comique de Paris, mais aussi à Toulon, Avignon et Marseille pour son rôle-titre dans Lakmé de Léo Delibes. Sabine Devieilhe a triomphé à l’Opéra national de Paris en tant que Reine de la Nuit dans la nouvelle production Die Zauberflöte de Mozart mise en scène par Robert Carsen et le public a également pu l’admirerdans  Béatrice et Bénédict de Berlioz. Elle a ensuite enchainé les rôles comme Eurydice dans Oprhée et Eurydice de Gluck à La Monnaie de Bruxelles, Adèle dans La Chauve-Souris de Johann Strauss à l’Opéra-Comique, Mélisande dans Pelleas et Mélisande de Debussy, et Nanetta dans Falstaff de Verdi à l’Opéra de Marseille. Ses débuts au Glyndebourne Festival avec les rôles de  Le Feu, La Princesse et Le Rossignol dans L'enfant et les Sortilèges de Ravel ont également été couronnés de succès. Par  ailleurs, Sabine Devieilhe s’est produite en concert  avec l’Orchestre de Paris à la Philharmonie de Paris et avec l’Orchestre symphonique de la radio suédoise à Stockholm,sous la direction d’Esa-Pekka Salonen.

Elle a connu bien d’autres succès, notamment au Théâtre des Champs-Élysées en tant que Ismène  dans une nouvelle représentation de Mitridate de Mozart, tout comme dans le rôle d’Amina dans une version concert de La Sonnambula de Bellini. Ces succès se sontpoursuivis à l’été 2016 en incarnant Bellezza dans la nouvelle production de Il Trionfo del Tempo e del Disinganno de Händel mise en scène par Krzysztof Warlikowski au Festival d’Aix-en-Provence. En ce qui concerne ses débuts en tant que Blonde dans Die Entführung aus dem Serail de Mozart à la Scala de Milan, ou bien en tant que Reine de la Nuit dans Die Zauberflöte de Mozart ou Marie dans La Fille du Regiment de Donizetti à l’Opernhaus de Zürich et à l’Opéra de Vienne, elle a été autant appréciée du public que de la presse.  L’été  2018 a par ailleurs marqué ses débuts dans le rôle de Zerbinetta dans une nouvelle production d’Ariadne auf Naxos au Festival d’Aix-en-Provence; ses débuts dans les arias de Mozart ont aussi été fortement remarqués lors du Festival de Salzbourg en Autriche.

En récital, Sabine Devieilhe apparaît régulièrement aux côtés d’Anne Le Bozec à Paris, aux Festivals d’Aix-en-Provence et d’Auvers-sur-Oise, à Lyon, New York et au Wigmore Hall à Londres.