Sylvie Aubenas est admise à l'École nationale des chartes à l'issue du concours d'entrée de 1984[1]. Elle y obtient le diplôme d'archiviste paléographe en 1988 après avoir soutenu une thèse d'établissement intitulée Alphonse Poitevin (1819-1882) : photographe et inventeur : la naissance des procédés de reproduction photographique et de la photographie inaltérable[2].
Elle a été le commissaire de nombreuses expositions de photographie ancienne, professeur associé pendant neuf ans à l'université Paris-Sorbonne, et organise le prix Nadar et le prix Niépce avec l'association Gens d'Images[réf. nécessaire].
D'encre et de charbon : le concours photographique du duc de Luynes (1856-1867), Paris : BnF, 1994 (catal. d'expo.)
Nadar (coll.), Paris : RMN ; New York : Metropolitan Museum of Art, 1995 (catal. d'expo.)
Charles Aubry, photographe, Paris : BnF, 1996 (catal. d'expo.)
L'Art du nu au XIXe siècle : le photographe et son modèle (dir., avec Sylviane de Decker-Heftler, Catherine Mathon, Hélène Pinet), Paris : BnF/Hazan, 1997 (catal. d'expos.)
Edgar Degas photographe (coll.), Paris : BnF, 1999 (catal. d'expo.)
Minot-Gormezano : le chaos et la lumière, 1983-2001 (avec Anne Biroleau), Paris : BnF/Gallimard, 2003 (catal. d'expo.)
Portraits-visages (1853-2003) (avec Anne Biroleau), Paris : BnF/Gallimard, 2003 (coll.)
Arbres inédits d'Atget (avec Guillaume Le Gall), Paris : Marval, 2003
Des photographes pour l'Empereur : les albums de Napoléon III, Paris : BnF, 2004 (catal. d'expo.)
Objets dans l'objectif : de Nadar à Doisneau (avec Dominique Versavel), Paris : BnF, 2005 (catal. d'expo.)
Les Séeberger, photographes de l'élégance (1909-1939) (dir.), Paris : BnF/Seuil, 2006 (catal. d'expo.)
Atget, une rétrospective (dir., avec Guillaume Le Gall), Paris : BnF/Hazan, 2007 (catal. d'expo.)
Delacroix et la Photographie (coll.), Paris : musée du Louvre/Le Passage, 2008 (catal. d'expo.)
Primitifs de la photographie : le calotype en France, 1843-1860 (dir., avec Paul-Louis Roubert), Paris : BnF/Gallimard, 2010 (catal. d'expo.)
Brassaï, le flâneur nocturne (avec Quentin Bajac), Paris : Gallimard, 2011
La Photographie en cent chefs-d'œuvre (dir., avec Marc Pagneux), Paris : BnF, 2012 (catal. d'expo.)
Cache-sexe : le désaveu du sexe dans l'art (avec Philippe Comar), Paris : La Martinière, 2014
Les Nadar : une légende photographique (dir., avec Anne Lacoste), Paris : BnF, 2018
Dominique Rouet (dir.), Sylvie Aubenas (dir.) et Benoît Eliot (dir.), Photographier en Normandie 1840-1890 : un dialogue premier entre les arts, In Fine éditions d'art, , 320 p. (ISBN978-2-38203-175-9, présentation en ligne).