Arianne Caoili a appris le jeu à l'âge de six ans. En 2002, elle atteignit un classement Elo de plus de 2300 qui déclina ensuite lors de ses études. Elle reste néanmoins l'une des meilleures joueuses d'Australie et défendit le premier échiquier de l'équipe féminine à l'Olympiade de Dresde en 2008. Elle remporta le championnat d'Océanie féminin et le tournoi Chess Classic de Londres féminin en 2009. Sa victoire au championnat d'Océanie 2009, qui était un tournoi zonal, qualifiait Arianne Caoili pour le championnat du monde féminin d'échecs de 2010 disputé en Turquie, mais elle ne put participer à la compétition.