Tras su aprendizaje con el escultor Nicola Pisano, Arnolfo trabajó en Roma, Orvieto y otras ciudades esculpiendo numerosas tumbas, bóvedas de altar y fuentes.

Alrededor de 1294 comenzó a trabajar en la Catedral de Florencia, cuya construcción no finalizó hasta algo más de cien años después de su muerte.

Las esculturas de Arnolfo para la fachada de la catedral, hoy en día dispersas entre varios museos, armonizaban las formas de la antigua Roma con motivos del Gótico Tardío en un estilo que ya anunciaba el Renacimiento.