พระองค์เป็นพระราชธิดาพระองค์ที่สองและพระองค์สุดท้องที่เกิดกับกษัตริย์ลีซิมาคัสและไนซีอาแห่งมาซิโดเนีย[3][4] พระนางอาร์ซิโนเอที่หนึ่งมีพี่น้องสองคน พระเชษฐานามว่า อาเกโธเลส และพระขนิษฐาพระนามว่า ยูริดิซ[5][6]

พระอัยกาของพระองค์คือ อาเกโธเลสแห่งเพลลา[7] ซึ่งเป็นขุนนางในสมัยพระเจ้าฟิลิปที่ 2 แห่งมาซิโดเนีย (ปกครองระหว่าง 359-336 ปีก่อนคริสตกาล) ในขณะที่พระอัยกาของพระองค์มีอำนาจในราชสำนัก ดังนั้นพระองค์ได้รับการขนานนามเพื่อเป็นเกียรติแก่พระอัยยิกานามว่า อาร์ซิโนเอ[8] ซึ่งอาจจะเป็นมารดาของลีซิมาคัสหรือมารดาของพระนางไนซีอา

พระราชินี

ระหว่าง 289[9] และ 281 ปีก่อนคริสตกาล[10] พระนางอาร์ซิโนเอได้รับตำแหน่งเป็นพระมเหสีเอกของฟาโรห์ทอเลมีที่ 2 ฟิลาเดลฟัส ซึ่งเป็นพระญาติห่างๆ ของมารดาของพระองค์ พระนางอาร์ซิโนเอทรงอภิเษกสมรสกับทอเลมีที่ 2 เป็นส่วนหนึ่งของความสัมพันธ์ระหว่างพระบิดาของพระองค์และทอเลมีที่ 2 [11] หลังจากการอภิเษกสมรสพระนางอาร์ซิโนเอมีพระราชโอรสสองพระองค์กับพระราชธิดาอีกหนึ่งพระองค์คือ ทอเลมีที่ 3, ลีซิมาคัสแห่งอียิปต์ และพระนางเบเรนิซ เฟอร์โนเฟรัส (พระมเหสีของพระเจ้าอันติโอคัสที่ 2 ธีโอส กษัตริย์ซีเรีย)