Hennes bestefar på farsiden var Agathokles av Pella, en adelsmann som var samtidig med kong Filip II av Makedonia, mens hennes bestefar på morsiden var den mektige regenten Antipatros. Arsinoe ble oppkalt i ære til en bestemor som ellers er ukjent, og kan ha vært mor til Lysimakhos eller mor til Nikaia da ingen detaljer finnes om de respektive mødrene. Lite eller ingenting er kjent om Arsinoes liv fra før hun ble gift.