سالهای کودکی را در رشت و شاهی قائم‌شهر یا بهشهر کنونی گذراند.
پدرش کارمند راه‌آهن بود و مدتی به شهر اهواز منتقل شد. به این ترتیب معصومه نیز چند سالی در آنجا زندگی کرد.
او به گفته خودش دانش‌آموز درس‌خوانی نبود، اما از کودکی به نقاشی علاقمند بود و به یاد نمی‌آورد که چرا و چگونه با نقاشی آشنا شد.
در دوره دبستان در اهواز گاهی برای معلم‌ها نقاشی سفارشی می‌کشید.
پس از ده سال زندگی در اهواز، خانواده نوشین به تهران نقل مکان کردند و او سال های پایانی دبیرستان را در تهران گذراند.
خانواده‌اش علاقه داشتند پزشک شود اما او در سال ۱۳۳۵ در کنکور دانشکده هنرهای زیبا در رشته نقاشی پذیرفته شد.
سیحون، هنرمند نقاش و از پیشکسوتان ترویج هنرهای تجسمی در ایران بود. وی همسر هوشنگ سیحون هنرمند و رییس وقت دانشکده هنرهای زیبا و معماری دانشگاه تهران بود.
او در سال ۱۳۴۵ گالری سیحون را که یکی از اولین گالری‌های هنری ایران بود در تهران افتتاح کرد.
این گالری تاکنون به کارش ادامه داده و محل نمایش آثار هنرمندانی است که به شهرت جهانی دست یافتند.
نمایشگاه آثار سهراب سپهری، مسعود عربشاهی، حسین زنده‌رودی، رضا مافی و علیرضا اسپهبد از جمله نمایشگاه‌های دایر شده در این گالری است.
در سال ۱۳۸۳ سازمان میراث فرهنگی و گردشگری مراسمی برای بزرگداشت ۴۰ سال فعالیت هنری گالری سیحون برگزار کرد که طی آن لوح تقدیری به معصومه سیحون داده شد.
در این مراسم، معصومه سیحون ابراز امیدواری کرد که پسرش نادر پس از او مدیریت گالری را برعهده گیرد.
معصومه سیحون روز ۳۱ اردیبهشت ۱۳۸۹ در تهران درگذشت و در بهشت سکینه به خاک سپرده شد.