Arnolfo nasceu em Colle Val d’Elsa, Toscana.
ele era o principal assistente de Nicola Pisano no púlpito da Catedral de mármore de Siena para o Duomo na Catedral de Siena (1265-1268), mas logo começou a trabalhar de forma independente em uma importante escultura de Tumba. Em 1266-1267 ele trabalhou em Roma para o rei Carlos I de Anjou, retratando-o na famosa estátua alojada no Campidoglio. Cerca de 1282 ele terminou o monumento ao Cardeal Guillaume de Braye, na igreja de San Domenico em Orvieto, incluindo um entronizado Madonna (a Maestà) para que ele tomou como um modelo de uma antiga estátua Romana da deusa Abundantia; a Madonna tiara e jóias reproduzir antigos modelos. Em Roma, Arnolfo tinha visto a arte Cosmatesca, e sua influência pode ser vista nas decorações de vidro intarsia e policromada na Basílica de São Paulo Fora das paredes e na Igreja Santa Cecília em Trastevere, onde trabalhou em 1285 e 1293, respectivamente. Neste período também trabalhou no presepio de Santa Maria Maggiore, em Santa Maria in Aracoeli, no monumento do Papa Bonifácio VIII (1300) e a estátua de bronze de São Pedro, na Basílica de São Pedro.
em 1294-1295 trabalhou em Florença, principalmente como arquiteto. De acordo com seu biógrafo Giorgio Vasari, ele estava encarregado da construção da Catedral da cidade, para a qual forneceu as estátuas que decoravam a parte inferior da fachada destruída em 1589. As estátuas sobreviventes estão agora no Museu da Catedral. Embora o projeto da Igreja de Santa Croce tenha sido atribuído a Arnolfo, isso é altamente contestado. Vasari também atribuiu a ele o plano urbano da nova cidade de San Giovanni Valdarno.
o caráter monumental da obra de Arnolfo deixou sua marca no aparecimento de Florença. Seus monumentos funerários se tornaram o modelo da arte funerária gótica.Giorgio Vasari incluiu uma biografia de Arnolfo em suas vidas dos mais excelentes pintores, escultores e arquitetos.