20 Mart 1956’da İstanbul’da dünyaya gelen Ayşenil Şamlıoğlu İstanbul Üniversitesi Gazetecilik ve Halkla İlişkiler Fakültesi’ne girmiş, ancak öğrenimini yarıda bırakarak Almanya’ya gitmiştir. Frankfurt’ta dil eğitimi almış ve amatör tiyatro toplulukları ile çalışmıştır. Türkiye’ye döndükten sonra Hacettepe Üniversitesi Ankara Devlet Konservatuvarı Tiyatro Bölümü’nden 1982 yılında mezun olmuştur. Aynı yıl Adana Devlet Tiyatrosu’nda oyuncu ve yönetmen yardımcısı olarak göreve başlamıştır. Daha sonra Ankara Devlet Tiyatrosu’na geçmiştir. Deli Dumrul, Sandalyeler, Taziye, Geyikler Lanetler, Afife Jale, Aşkımız Aksaray’ın En Büyük Yangını, Hüznün Coşkusu Aladağ gibi birçok oyunda rol almıştır. Afife Jale oyunundaki performansıyla Yılın En İyi Yardımcı Kadın Oyuncusu Ödülü’ne layık görülmüştür. 1995-1996 sezonunda Ben Feuerbach adlı oyunu yöneterek ilk yönetmenlik deneyimini yaşamıştır. 1996-1997 sezonunda yönettiği Benimkinin Adı Regine adlı oyun ile Sanat Kurumu Yılın Yönetmeni Ödülü’ne değer görülmüştür. İstanbul, Ankara, Antalya, Sivas Devlet Tiyatroları ile, İstanbul Şehir Tiyatrosu, Semaver Kumpanya, Aysa Prodüksiyon Tiyatrosu’nda birçok oyun sahnelemiştir. 2009-2012 yılları arasında Devlet Tiyatroları Genel Müdürü olarak görev yapmıştır. 2012 yılında Şehir Tiyatroları’nda yapılan yönetmelik değişikliğine tepki olarak görevinden istifa etmiştir. Televizyonda Ferhunde Hanımlar, Bizim Evin Halleri, Yol Arkadaşım, Bizim Yenge, Kocamın Ailesi gibi dizilerde oynamıştır. Sinemada O da Beni Seviyor, Eyyvah Eyvah 3, Ay Lav Yu Tuu gibi filmlerde rol almıştır. Ayrıca Kaçıklık Diploması adlı kitabın yazarıdır. Rahmi Dilligil ile olan evliliğini bitiren Ayşenil Şamlıoğlu, Avni Tuna Dilligil’in annesidir.