Arnolfo blev født i Colle Val d ‘ Elsa, Toscana.
han var Nicola Pisanos chefassistent på Marble Siena Cathedral prædikestol til Duomo i Siena Cathedral (1265-1268), men han begyndte snart at arbejde uafhængigt af en vigtig gravskulptur. I 1266-1267 arbejdede han i Rom for kong Charles I af Anjou og skildrede ham i den berømte statue, der var anbragt i Campidoglio. Omkring 1282 færdiggjorde han monumentet til kardinal Guillaume de Braye i kirken San Domenico i Orvieto, herunder en Tronet Madonna (en MAEST-Kurt), som han tog som model en gammel romersk statue af gudinden Abundantia; Madonnas tiara og juveler gengiver antikke modeller. I Rom havde Arnolfo set den Kosmatiske kunst, og dens indflydelse kan ses i intarsia og polykrome glasdekorationer i Basilica of Saint Paul uden for murene og kirken Santa Cecilia i Trastevere, hvor han arbejdede i henholdsvis 1285 og 1293. I denne periode arbejdede han også på Presepio af Santa Maria Maggiore, på Santa Maria i Aracoeli, på monumentet til Pave Boniface VIII (1300) og på bronstatuen af St. Peter i Peterskirken.
i 1294-1295 arbejdede han i Florence, hovedsageligt som arkitekt. Ifølge hans biograf Giorgio Vasari var han ansvarlig for opførelsen af byens katedral, som han leverede statuerne til, når han engang dekorerede den nederste del af FA-kurraden, der blev ødelagt i 1589. De overlevende statuer er nu i Katedralens Museum. Mens designet af kirken Santa Croce er tilskrevet Arnolfo, er dette meget omstridt. Vasari tilskrev ham også byplanen for den nye by San Giovanni Valdarno.
den monumentale karakter af Arnolfos arbejde har sat sit præg på udseendet af Florence. Hans begravelsesmonumenter blev modellen for gotisk begravelseskunst.
Giorgio Vasari inkluderede en biografi om Arnolfo i hans liv af de mest fremragende malere, billedhuggere og arkitekter.