Arnolfo se narodil v Colle Val d ‚ Elsa v Toskánsku.
byl hlavním asistentem Nicoly Pisana na mramorové kazatelně Sienské katedrály pro Duomo v Sienské katedrále (1265-1268), ale brzy začal samostatně pracovat na důležité hrobové plastice. V letech 1266-1267 pracoval v Římě pro krále Karla I. z Anjou a zobrazoval ho ve slavné soše umístěné v Campidoglio. Kolem roku 1282 dokončil pomník kardinála Guillauma de Braye v kostele San Domenico v Orvietu, včetně trůnní Madony (Maestà), pro kterou vzal jako vzor starověkou římskou sochu bohyně Abundantia; Madonna diadém a šperky reprodukují starožitné modely. V Římě viděl Arnolfo Kosmatesque umění a jeho vliv lze vidět v intarzii a polychromovaných skleněných dekoracích v bazilice svatého Pavla mimo zdi a v kostele Santa Cecilia v Trastevere, kde pracoval v letech 1285 a 1293. V tomto období pracoval také na presepiu Santa Maria Maggiore, na Santa Marii v Aracoeli, na pomníku papeže Bonifáce VIII (1300) a na bronzové soše svatého Petra v bazilice svatého Petra.
v letech 1294-1295 pracoval ve Florencii, především jako architekt. Podle svého životopisce Giorgia Vasariho měl na starosti stavbu katedrály města, pro kterou poskytl sochy, které kdysi zdobily spodní část fasády zničené v roce 1589. Přežívající sochy jsou nyní v Muzeu katedrály. Zatímco design kostela Santa Croce byl přičítán Arnolfo, to je velmi sporné. Vasari mu také připsal urbanistický plán nového města San Giovanni Valdarno.
monumentální charakter arnolfova díla zanechal svou stopu na vzhledu Florencie. Jeho pohřební památky se staly vzorem gotického pohřebního umění.
Giorgio Vasari zahrnoval biografii Arnolfa do jeho života nejvýznamnějších malířů, sochařů a architektů.