Babası inşaat mühendisi, annesi ise ev hanımıdır.
Kobal, dört yaşında Yıldız Alpar Bale Okulu'nda başladığı bale eğitimine sekiz yıl devam etmiştir. Royal Akademi'den diplomasını almıştır. İSTEK Vakfı Özel Acıbadem Lisesinden mezun olmuştur.[kaynak belirtilmeli] Başarılı bir öğrenci olan Sinem Kobal, ortaokulda öğrenci iken, voleybol takımıyla ikincilik ve step birinciliği kazanmıştır. Şimdi ise latin dansı ve Aikido sporu yapmaktadır.
Dormen Tiyatrosunda aldığı eğitimle sanat hayatına giriş yapmış, henüz 13 yaşındayken ilk kez Dadı adlı televizyon dizisinde rol almaya başlamıştır. Daha sonra bir sezon da Uygur Tiyatrosu'nda çalışmıştır.
2003 yılında Star TV'de yayımlanan başrollerini Ali Sürmeli ve Gülben Ergen'in paylaştığı Hürrem Sultan dizisinde "Ayşe" karakterini canlandırmıştır.
Beykent Üniversitesi Güzel Sanatlar Fakültesi Sahne ve Gösteri Sanatları Bölümü mezunudur.
2006-2009 yılları arasında atv’de yayımlanmış olan Selena adlı bir fantastik dizide "Selena" adlı bir karakteri oynamıştır. Akatlar Kültür Merkezi'nde yapılan "Jetix Çocuk Ödülleri Ödül Töreni"nde başrolünü oynadığı Selena dizisi "En Sevilen Yerli Televizyon Dizisi" seçilmiş, Sinem Kobal ise yine bu törende "En Sevilen Türk Kadın Oyuncu" seçilmiştir.
2010 yılının yaz aylarında Kanal D'de yayımlanmaya başlayan daha sonra Star TV'de yayımlanan Küçük Sırlar dizisinde "Su" karakterini canlandırdı.
5 Şubat 2010 tarihinde Romantik Komedi filminde "Didem" karakterini canlandırdı. 14 Şubat 2013'te ise Romantik Komedi 2 vizyona girdi, bu filmde Kobal aynı rolü tekrarladı.
14 Mayıs 2016 tarihinde ünlü oyuncu ve sunucu Kenan İmirzalıoğlu ile evlendi. Bu evlilikten 2020 yılında Lalin ve 2022 yılında Leyla adını verdikleri kız çocukları doğdu.
