Arnolfo a Toszkánai Colle Val d ‘ Elsa-ban született.
ő volt Nicola Pisano főasszisztense a márvány Siena székesegyház szószéke a Dóm ban ben Siena székesegyház (1265-1268), de hamarosan önállóan kezdett dolgozni egy fontos sírszoboron. 1266-1267-ben Rómában dolgozott I. Anjou Károly királynál, a Campidoglio-ban elhelyezett híres szoborban ábrázolva. 1282 körül befejezte Guillaume de Braye bíboros emlékművét a San Domenico ban ben Orvieto, beleértve a trónra emelt Madonnát (a Maest), amelynek mintájára abundantia istennő ókori római szobrát készítette; a Madonna tiarája és ékszerei antik modelleket reprodukálnak. Rómában Arnolfo látta a Cosmatesque művészetet, és hatása látható a Falakon kívüli Szent Pál-bazilika intarzia és polikróm üvegdíszeiben, valamint a Trastevere-i Santa Cecilia templomban, ahol 1285-ben és 1293-ban dolgozott. Ebben az időszakban dolgozott a Santa Maria Maggiore presepióján, az Aracoeli Santa Maria-n, VIII.Bonifác pápa emlékművén (1300) és a Szent Péter-bazilika bronzszobrán is.
1294-1295-ben Firenzében dolgozott, főleg építészként. Életrajzírója szerint Giorgio Vasari, ő volt a felelős a város székesegyházának építéséért, amelyhez az 1589-ben elpusztított fa blokkok alsó részét díszítő szobrokat biztosította. A fennmaradt szobrok most a székesegyház Múzeumában vannak. Míg a Santa Croce-templom kialakítását Arnolfónak tulajdonították, ez erősen vitatott. Vasari neki tulajdonította San Giovanni Valdarno új városának városi tervét is.
Arnolfo művének monumentális jellege nyomot hagyott Firenze megjelenésében. Temetési emlékművei a gótikus temetkezési művészet modelljévé váltak.
Giorgio Vasari Arnolfo életrajzát a legkiválóbb festők, szobrászok és építészek életébe foglalta.