Η σοπράνο Ρωξάνη Παπαδημητρίου γεννήθηκε στην Αθήνα. Ξεκίνησε τα πρώτα μαθήματα μουσικής σε ηλικία τεσσάρων ετών. Σπούδασε Κλασικό Τραγούδι στο Ωδείο Αθηνών και συνέχισε στο Διεθνές Ωδείο Αθήνας, από όπου πήρε Δίπλωμα Μονωδίας με Άριστα Παμψηφεί και Α' Βραβείο.
Έχει συμμετάσχει ως ενεργό μέλος σε σεμινάρια τραγουδιού με τους Jeanette Pilou, Elena Obraztsova, Luciana Serra, Dunja Vejzović, Antonio Constantino, John Evans και Robert Dean.
Είναι απόφοιτη του Τμήματος Μουσικής Επιστήμης και Τέχνης του Πανεπιστημίου Μακεδονίας, κάτοχος Master of Music in Opera Studies από το Royal Holloway University of London και κάτοχος Διπλώματος Σολίστ Πιάνου από το Ωδείο “Φίλιππος Νάκας” (τάξη Αλεξάνδρας Παπαστεφάνου) με βαθμό Άριστα Παμψηφεί και Α' Βραβείο.
Ως σολίστ έχει εμφανιστεί στην Ελλάδα και στο εξωτερικό. Έχει ερμηνεύσει τον πρωταγωνιστικό ρόλο στην παγκόσμια πρώτη της ηλεκτρακουστικής όπερας του Νίκου Χαριζάνου Το βλέμμα της Τυφλότητας, το 2004. Έχει δώσει ρεσιτάλ στην Αθήνα, τη Θεσσαλονίκη και το Λονδίνο και έχει συνεργαστεί, ως σολίστ, με την Ορχήστρα της Εθνικής Λυρικής Σκηνής, τη Συμφωνική Ορχήστρα του Δήμου Αθηναίων και τη Χορωδία του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου.
Είναι μέλος του Στούντιο Όπερας της Ε.Λ.Σ.