Après des études à l’Institut national des langues et civilisations orientales (Inalco), Suliane Brahim intègre l’Ensatt en 1998. Elle y forge son goût pour les grands textes et collabore avec Thierry de Peretti (Le Retour au désert), Philippe Adrien (Le Malade imaginaire) et François Orsini (Jean la Chance).

En 2009, elle rejoint la troupe de la Comédie-Française dont elle devient la 529ᵉ sociétaire en 2016.
Elle y fait ses débuts dans le rôle d’Élise dans L’Avare mis en scène par Catherine Hiegel. En 2014, elle est Gennaro, le fils de Lucrèce Borgia dans la pièce homonyme de Victor Hugo mise en scène par Denis Podalydès. Éric Ruf la choisit l’année suivante pour le rôle-titre féminin dans Roméo et Juliette, Ivo Van Hove dans Électre / Oreste d’après Euripide, spectacle joué Salle Richelieu puis au Théâtre antique d’Épidaure. Plus récemment, elle interprète des rôles marquants auprès de Guy Cassiers, avec Maria Timofeïevna Lébiadkina dans Les Démons puis le rôle-titre dans Bérénice, créée au Théâtre du Vieux-Colombier avant de partir en tournée.

Parallèlement au répertoire classique, Suliane Brahim explore les écritures contemporaines. Elle s’illustre dans Le bruit des os qui craquent de Suzanne Lebeau, La Maladie de la famille M. de Fausto Paravidino, mise en scène de l’auteur, La Maladie de la mort de Marguerite Duras par Muriel Mayette-Holtz ou Nadia C. de Lola Lafon par Chloé Dabert. Elle retrouve cette dernière pour J’étais dans ma maison et j’attendais que la pluie vienne de Jean-Luc Lagarce. Elle est aussi récemment la Reine des neiges dans la version du conte d’Andersen revisitée par Johanna Boyé, Doña Sept-Épées dans Le Soulier de satin de Claudel dirigé par Éric Ruf Salle Richelieu puis dans la Cour d’honneur du palais des Papes d’Avignon.

En 2023, Galin Stoev – qui l’avait déjà dirigée dans L’Illusion comique de Corneille et Le Jeu de l’amour et du hasard de Marivaux – l’invite à interpréter Elena dans Oncle Vania de Tchekhov à l’Odéon – Théâtre de l’Europe.

À la télévision, Suliane Brahim est connue pour son rôle de la major Laurène Weiss dans la série Zone blanche (2017-2019). Elle incarne Louise dans Mouche, adaptation française de Fleabag et joue en 2024 Salomé dans la série Les enfants sont rois de Sébastien Marnier. Au cinéma, elle tourne sous la direction de Gallien Guibert, Benjamin Guedj, Olivier Nakache et Éric Toledano, Just Philippot.