Fille d'Henriette, une employée de bureau, et d'un représentant, lui-même fils d'immigré napolitain, et soeur du metteur en scène Pierre Ascaride et de l'écrivain Gilles Ascaride, Ariane Ascaride assiste très tôt aux spectacles amateurs auxquels participe son père. Elle étudie la sociologie à l'université d'Aix-en-Provence où elle s'engage à l'UNEF. Elle rencontre alors Robert Guédiguian qui deviendra son compagnon.

Elle entre au Conservatoire national d'art dramatique de Paris où elle suit les cours d'Antoine Vitez et Marcel Bluwal. Dans les années 1970, elle débute au théâtre dans les pièces de son frère Pierre Ascaride, l'un des inventeurs du théâtre à domicile, puis joue dans des petits rôles au cinéma. Son premier véritable rôle lui est offert par René Féret dans La Communion solennelle (1977).

À partir de 1980, elle va apparaître dans tous les films de son mari. Elle est la seule comédienne professionnelle de son premier film, Dernier été. Si À la vie, à la mort ! est plébiscité par la critique en 1990, elle n'est véritablement révélée au grand public qu'avec Marius et Jeannette qui lui vaut un César en 1998.

À la fin des années 1990, d'autres cinéastes tels que Dominique Cabrera (Nadia et les hippopotames en 1999) ou encore Olivier Ducastel et Jacques Martineau (Drôle de Félix en 2000) font également appel à elle.

En 2006, on la retrouve à l'affiche du Voyage en Arménie de Robert Guédiguian, dont elle est co-scénariste mais aussi de Miss Montigny de Miel Van Hoogenbemt et de Changement d'adresse d'Emmanuel Mouret.

Elle est membre du comité de parrainage de la Coordination française pour la Décennie de la culture de paix et de non-violence.