Studiò medicina presso l'Università di Heidelberg, Praga, Vienna e Berlino, dove era uno studente di Rudolf Virchow (1821-1902). Nel 1859 divenne medico e nel 1866 divenne professore di anatomia patologica e direttore dell'istituto di patologia di Heidelberg. Arnold fu autore di 120 articoli nel campo dell'istologia e dell'anatomia patologica.