Nació en Tokio en 1999. Asistió a la Universidad de las Artes de Tokio con una beca especial y se graduó como la mejor de su clase. Recibió el premio Acanthus y el premio Mitsubishi Estate, otorgados a los estudiantes destacados de la universidad. También recibió la beca Fukushima, la beca Ataka y la beca Miyata Ryohei. En 2017, Rio recibió la beca especial Munetsugu Tokuji de la Universidad de las Artes de Tokio. Se graduó en la Haute École de Musique de Lausanne. Ha estudiado con Gérard Poulet, Takashi Nagamine, Kazuki Sawa, Takako Yamazaki, Masafumi Hori y Natsumi Tamai. Actualmente estudia con Janine Jansen. Ha ganado varios concursos prestigiosos, como el Primer Premio en la sección de cuerdas y el Premio del público en el 15.º Concurso de Música de Tokio, el Primer Premio, el Premio Leucadia, el Premio Sumi y el Premio Kuroyanagi en el 87.º Concurso de Música de Japón. Ha sido galardonada con el Premio a la Excelencia de la 11.ª Academia de Música de Miyazaki (2018), el Premio de Música IMA en la Academia de Música de Ishikawa 2018 y el Premio a la Excelencia y el Premio al Director Musical en la 12.ª Academia de Música de Miyazaki (2019). Beneficiaria de la Beca Yamaha Music Foundation 2020-22 y de la Beca Munetsugu Tokuji para Estudios en el Extranjero 2020-22. Fue elegida como solista para el proyecto internacional “FENDI Renaissance – Anima Mundi”. Ha actuado con numerosas orquestas prestigiosas como la Orquesta Sinfónica NHK, la Sinfonietta de Lausanne, la Orquesta Sinfónica de Tokio, la Orquesta Filarmónica de Tokio y la Filarmónica Geidai de Tokio, entre otras. Rio Arai toca un violín J.F.Pressenda 1837, prestado por Nippon Violin.
