Родилась в Нижнем Новгороде. В 1991—1998 гг. училась в музыкальной школе в Нижнем Новгороде, в 1999—2003 гг. — в Нижегородском музыкальном училище им. Балакирева (класс Т. И. Трачук). В 2008 г. с отличием окончила Нижегородскую государственную консерваторию им. Глинки (класс Е. А. Зиминой и профессора Г. С. Афанасьева). В процессе обучения вела активную концертную деятельность, участвовала в мастер-классах А. Тростянского, В. Жука, А. Решетина и других ведущих музыкантов.
В 2008—2009 гг. Василиса Диминенко — артистка камерного оркестра «Солисты Нижнего Новгорода», в 2010—2012 гг. — оркестра Капеллы «Таврическая» Санкт-Петербурга. С 2010 г. является артисткой Симфонического оркестра Капеллы Санкт-Петербурга. В составе оркестров и камерных ансамблей гастролирует в США, Китае, Эстонии, Финляндии, Франции, Нидерландах, Германии, Австрии, Италии, Испании и других странах. Участница многочисленных музыкальных фестивалей, культурных событий и благотворительных мероприятий, среди которых: концерт в Театре Шатле под патронатом президента Франции, вручение Литературной премии имени Н. В. Гоголя в Риме, мультимедийный проект «блокаде.NET«, культурный проект Face of Russia в США в 2007 г., открытие Российского центра науки и культуры в Мадриде с участием королевы Испании Софии в 2011 г., Дни российской культуры в Баден-Бадене и др.
В 2015—2018 гг. — первая скрипка ансамбля барочной музыки VOCI.
Помимо концертной деятельности Василиса Диминенко с 2011 г. активно занимается преподаванием.
