Es una astrofísica teórica italiana, especializada en realizar y analizar complejas simulaciones de galaxias para entender su formación y evolución. Obtuvo su licenciatura y máster en Astrofísica en la Universidad Sapienza de Roma, y comenzó su carrera como astrofísica experimental trabajando con los interferómetros de ondas gravitacionales LIGO y VIRGO. Realizó su proyecto de máster en CALTECH (EE.UU.), el cual fue galardonado con el premio «Mejor tesis en astrofísica experimental 2010» por la Accademia dei Lincei Italiana. Posteriormente, decidió pasar al campo de la astrofísica teórica y se unió al grupo de investigación de cosmología computacional de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) en octubre de 2010. Su doctorado se centró en el análisis de simulaciones de galaxias, abordando los aspectos problemáticos del modelo cosmológico actual a escalas galácticas. Finalizó su doctorado en julio de 2014 en la UAM con el título «The LCDM model at small scales: Milky Way satellites and cusp-core crisis», con calificación cum laude y el Premio Extraordinario de Doctorado UAM 2015.
Desde entonces, ha trabajado como postdoc independiente en varios institutos de todo el mundo, incluyendo el centro de cosmología DARK en Copenhague y el Leibniz Institute for Astrophysics en Potsdam. En 2018, se trasladó al Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) con un contrato Marie Curie Individual Fellowship, para investigar aspectos teóricos de galaxias de bajo brillo superficial. En 2020, obtuvo las prestigiosas becas Ramón y Cajal, Viera y Clavijo, y «Junior Leader Fundación La Caixa», lo que la llevó a incorporarse a la Universidad de La Laguna en junio de 2020. Actualmente, es investigadora distinguida «Junior Leader Fundación La Caixa» en el Departamento de Astrofísica de la ULL, donde imparte docencia a nivel de grado y máster, mientras desarrolla su investigación. Es la IP del proyecto «A Novel Local Group Simulation» y dirige un grupo compuesto por un postdoc, tres estudiantes de doctorado y varios estudiantes de máster y grado. Además, es coordinadora de la asignatura «Física Extragaláctica» en el Máster de Astrofísica y miembro de la comisión del máster. También coordina el grupo de investigación ULL «ACT-Astrofísica y Cosmología Teórica».
Hasta la fecha, ha publicado 50 artículos en revistas Q1 de alto impacto, con 2,706 citas. Ha impartido más de 400 horas de docencia en universidades españolas. Es invitada regularmente como ponente en congresos internacionales y como docente en escuelas de doctorado. Trabaja como árbitro en varios comités nacionales e internacionales (RES/ESO/CAT, etc.) y como referee científico para 7 revistas de alto impacto (Nature Astronomy, APJL, MNRAS, JCAP, A&A, PRD, Scientific Bulletin). Ha sido organizadora de 10 congresos científicos internacionales. Arianna está muy implicada en actividades de divulgación, tanto en la ULL como en otros institutos, habiendo impartido charlas a más de 300 niños y adolescentes en 2023. Desde 2019, colabora en la actividad «Habla con ellas: mujeres en Astronomía» del IAC. En 2023, participó en el programa de radio Doble Hélice de RNE. Su trabajo científico ha sido difundido en varias ruedas de prensa nacionales e internacionales.