Grande nació el 26 de junio de 1993 en Boca Ratón (estado de Florida). Tiene nacionalidad estadounidense, italiana y británica al mismo tiempo. Asistió a las escuelas Pine Crest School, y North Broward Preparatory School. Desde la niñez sufre de hipoglucemia, un estado que consiste en bajos niveles de glucosa, por lo que tiene que comer dulces para fortalecer sus energías. Es hija de Joana Grande y Edward Butera. Tiene un medio hermano diez años mayor que ella, llamado Frankie Grande, quien también es actor y bailarín, además de productor. Su madre dirige una compañía telefónica y sistema de alarmas, y su padre es el propietario de una exitosa empresa de diseño gráfico en Boca Ratón. Nació en Florida después que sus padres abandonaron Nueva York cuando Joana estaba embarazada. 

Ariana y Frankie Grande tienen la misma madre, pero distintos padres, lo que los convierte en medios hermanos. Cuando Grande tenía once años de edad, sus padres se separaron. Sufrió mucho desde entonces la separación de Joana y Edward, se sentía como si estuviera en el medio de los dos, y eso la ponía depresiva. Finalmente, se quedó bajo el cuidado único de su madre, junto a su hermano mayor Frankie y sus abuelos maternos, a quienes describe como una inspiración.

En su infancia, Grande interpretó el personaje Annie en el teatro para niños Fort Lauderdale, siendo este su primer papel, así también participó en otros musicales como The Wizard of Oz y Beauty and the Beast.

A los ocho años de edad, estuvo de vacaciones junto a su familia en un crucero donde optó por cantar en un salón de karaoke, en lugar del club de niños. Nadie de su familia se había dado cuenta que la artista cubana Gloria Estefan estaba cerca, y que la estaba escuchando cantar. Luego que terminó, Estefan se acercó a Grande después de pedir permiso para hablar con ella, asombrada la felicitó, y le dijo que debería seguir en la música porque estaba destinada para esto.

Desde muy chica mostró gran talento en la música y el baile, cantó para orquestas como "South Florida's Philharmonic"," Florida Sunshine Pops" y "Symphonic Orchestras", e hizo su presentación debut en la televisión nacional con el himno de los Estados Unidos "The Star-Spangled Banner" para Florida Panthers.

A los 12 años, pensó seriamente en iniciar una carrera musical, aunque todavía se concentró en el teatro. Cuando llegó por primera vez a Los Ángeles para conocer a sus representantes, ella expresó su deseo de grabar un álbum de R&B cuando tenía 14 años. Poco después audicionó para el musical 13 de Broadway con el personaje de Charlotte. Allí ganó el primer reconocimento de su carrera, cuando la "National Youth Theatre Association Awards" la premió con el galardón a la mejor actriz de reparto, reconociendo su excelente desempeño en el musical. Cuando se unió al musical, tuvo que distanciarse de la escuela, pero siguió inscrita. La escuela le enviaba los materiales para que ella pudiera estudiar con tutores. Ella también cantó en diversas ocasiones en el "New York City Jazz club Birdland".

Grande audicionó para la serie de Nickelodeon, Victorious en Nueva York, junto a su compañera de reparto de "Trece", Elizabeth Gillies, en 2009. En esta serie basada en una escuela de artes escénicas llamada Hollywood Arts, Grande interpretó a Cat Valentine. A petición del productor ejecutivo Dan Schneider tuvo que teñirse el cabello de color rojo cada dos semanas. Acabada la primera temporada de Victorious, Grande quiso enfocarse en una carrera musical, y empezó a trabajar en su álbum debut en agosto de 2009. Ella señala que «la actuación es divertida, pero la música ha estado primero y, ante todo conmigo». Para fortalecer su rango vocal, comenzó a trabajar con el entrenador vocal Eric Vetro. Grande hizo diversas grabaciones de sí misma cantando versiones de Adele, Whitney Houston y Mariah Carey, y los subía a Youtube. Un amigo de Monte Lipman, director general de Republic Records, se encontró con uno de los videos de Grande. Impresionado por su voz, envió los links (enlaces web) a Lipman, quien hizo que Grande firmara un contrato discográfico con Republic.

Grande grabó su primer álbum de estudio, "Yours Truly", durante tres años. Luego de completar el álbum, originalmente llamado "Daydreamin", fue publicado el 17 de noviembre de 2012, Yours Truly debutó en la primera posición en Billboard 200, con ventas superiores a 138 000 copias en su primera semana. Tras el éxito del álbum, Grande se convirtió en dicho año en la primera artista femenina en debutar con un álbum debut en la posición número uno en Billboard 200 desde 2009. Esto, convirtió a Grande en la decimoquinta artista femenina en la historia de la industria musical en lograrlo. El 26 de marzo del año siguiente, publicó el primer sencillo de su álbum debut, titulado "The Way" con la colaboración del rapero Mac Miller. La canción alcanzó la novena posición del conteo Billboard Hot 100. "The Way" fue certificado con múltiples discos de platino en Estados Unidos e ingreso en diversas listas de diversas otras partes del mundo, y se convirtió en el primer éxito de Grande. El segundo sencillo del álbum fue "Baby I", publicado el 22 de julio de 2013, y se posicionó en la vigésima primera posición en la lista de éxitos de la Hot 100. Adicionalmente la canción se ubicó en la sexta posición de Digital Songs, logrando convertirse en la única artista fememnina en conseguir dos canciones top 10 en mencionada lista durante el 2013. El tercer sencillo, Right There con la colaboración del rapero Big Sean, debutó en la posición 84 en la lista Billboard Hot 100.

El 25 de agosto de 2013, Grande hizo su presentación debut en los MTV Video Music Awards 2013 interpretando sus canciones "Baby I" y "The Way" en la previa de la ceremonia.

La lista Billboard 21 Under 21: Music's Hottest Minors 2013, que ubica a los 21 jóvenes más atractivos menores de 21 años de edad, ubicó a Grande en la cuarta posición, con la descrpción de ser la cuarta artista menor de 21 años más atractiva del año 2013. El 24 de noviembre, Grande se presentó en los American Music Awards 2014 donde interpretó la canción "Tattoed Heart" de su primer álbum de estudio, Yours Truly. donde fue galardonada como mejor nuevo artista del año, y fue la artista más mencionada en Twitter, superando a Miley Cyrus, Niall Horan y Harry Styles de One Direction.

El 31 de diciembre hizo una presentación en el evento de año nuevo, Dick Clark's New Year's Rockin' Eve, en donde interpretó sus canciones The Way junto a Mac Miller y "Right There" junto a Big Sean.

2016-presente

Grande cantó "Just a Little Bit of Your Heart" en los Grammy Awards de 2015, donde obtuvo dos nominaciones. Poco después, rindió homenaje a Stevie Wonder en un concierto especial organizado por los Grammy, que sirvió para honrar la carrera como cantante de Wonder. Y al poco tiempo, se confirmó que Grande forma parte del elenco principal de la nueva serie de terror y comedia de Fox, Scream Queens. Asimismo, anunció el lanzamiento de su propia fragancia llamada Ari, en su cuenta de twitter. El 20 de mayo de 2016, Grande sacó al mercado su tercer disco, llamado "Dangerous Woman". Todo y no tener una gran promoción detrás, destacaron canciones como "Be Alright", "Into You" y "Dangerous Woman" que da nombre al álbum y debutó en el número 1 de Billboard.

Explosión en Manchester Arena en 2017

El 22 de mayo hubo una explosión durante uno de sus conciertos en el Manchester Arena de Mánchester, Reino Unido. La policía confirmó el asesinato de 22 de personas y más de 50 heridos.

Debido a ello tuvo que suspender la gira mundial que estaba realizando, Dangerous Woman Tour, y se ofreció a pagar el funeral de las víctimas que perecieron en el atentado.