Arne Arnesen har gjennom sin lange karriere i norsk utenrikstjeneste gitt viktige bidrag til utformingen av norsk bistandspolitikk og bi- og multilateralt bistandssamarbeid.
Arnesen ble født i Moss, men familien flyttet 1932 til Oslo hvor han vokste opp i et liberalt, borgerlig miljø. Hans opprinnelige ønske var å bli lege, og etter examen artium flyttet han til en onkel i Hamar og tok studentfagkurs der. Etter hvert vokste hans samfunnsinteresse, og han ble en ivrig deltaker i den politiske debatten.
1949 begynte han å studere statsvitenskap ved Universitetet i Oslo. Han gjorde seg snart gjeldende i studentmiljøet og ble leder for fagutvalget for statsvitenskap og medlem av Utenrikspolitisk studentgruppe. Med amerikansk sommerskolestipend drog han 1951 til University of Minnesota, og tok 1953 M.A.-graden med hovedvekt på internasjonale forhold, etterfulgt av to års doktorgradsstudier. Hans interesse for internasjonalt samarbeid førte imidlertid til at han søkte opptak og ble tatt opp som aspirant i Utenriksdepartementet i Oslo 1955.
Arnesens første uteplassering ble FN-delegasjonen i New York 1957–60. Arbeidet med u-landenes problemer fenget snart hans interesse, bl.a. gjennom samarbeidet om forberedelsen av kapitalfondet for økonomisk utvikling (SUNFED).
Fra 1960 var Arnesen sekretær for “Engen-utvalget”, som forberedte den stortingsmeldingen som 1962 førte frem til opprettelsen av Norsk Utviklingshjelp, forløperen til NORAD. Han arbeidet videre med den administrative tilretteleggingen for det nye bistandsorganet og for regjeringens nordiske samarbeidsoppgaver, bl.a. et felles nordisk bistandsprosjekt i Tanzania. Arnesen ble også trukket inn i forberedelsene av det norske fredskorpset, som sekretær for et utredningsutvalg ledet av Johan Galtung.
Neste utepostering ble Rabat i Marokko (1964–66). Oppholdet her ble den første opplevelsen av å leve i et utviklingsland. Tilbake i UD ble Arnesen byråsjef i Politisk avdeling og ledet det kontoret som hadde ansvaret for FN-sakene. Da Andreas Cappelen ble utenriksminister i mars 1971, ble Arnesen leder av utenriksministerens sekretariat. Her ble bl.a. initiativet tatt til en utredning om omgangsformene i utenrikstjenesten med sikte på en modernisering.
1973 gikk Arnesen inn i Arbeiderbladets utenriksredaksjon med tjenestefri fra UD. Samme høst ble han imidlertid hentet tilbake til UD som statssekretær under utenriksminister Knut Frydenlund. Arbeidet med stortingsmeldingen om en ny økonomiske verdensorden (NØV) med større gjensidighet i forholdet mellom industriland og utviklingsland, ble en hovedsak for Arnesen i disse årene.
I september 1975 ble han utnevnt til direktør for NORAD for 6 år. Med sin åpne form, sin toleranse og omsorg for sine medarbeidere ble han en avholdt sjef. Optimismen omkring utviklingstakten for landene i sør var ennå stor, særlig Tanzania ble fremhevet som et lovende eksempel. Kritikken mot utviklingshjelpen tiltok i disse årene, en kritikk som Arnesen opplevde som vanskelig. I en oppsummering av sitt syn på utviklingshjelpen ved sin avgang som NORAD-direktør var han særlig opptatt av dilemmaet mellom respekten for samarbeidslandets rett til å ta ansvar for sin utvikling (mottakerorienteringen) og kravet til effektivitet i bistanden, et krav som kunne føre i retning av umyndiggjøring av mottakerlandet.
Sin første ambassadørpost fikk Arnesen i Kina 1982, en ønskestilling for en person med interesse for så vel Østens gamle kultur som Kinas utvikling under den nye reformpolitikken.
Da Gro Harlem Brundtland dannet regjering 1987, ble Arnesen hjemkalt og utnevnt til statssekretær i Departementet for utviklingshjelp (DUH). Han kom tilbake til utenrikstjenesten ved årsskiftet 1989/90, nå som ambassadør i København. Fra denne stillingen ble han pensjonert 1995 og kunne nå vie seg sine interesser for litteratur, musikk og bildende kunst.
Arne Arnesen fikk storkors av den portugisiske Infante Dom Henrique-ordenen 1976. Han ble utnevnt til kommandør av St. Olavs Orden 1991, og samme år fikk han storkors av Dannebrogordenen.