Com o irmão João Timótheo, Arthur iniciou-se como aprendiz da Casa da Moeda. Ingressou na Escola Nacional de Belas Artes em 1894, tendo sido orientado por Zeferino da Costa, Rodolfo Amoedo, Henrique Bernardelli, entre outros.
Em 1907, conquistou o prêmio de viagem à Europa no Salão Nacional de Belas Artes. Seguiu então para Paris, realizando exposições de sua obra na Europa. Com o irmão João Timótheo e os irmãos Carlos e Rodolfo Chambelland, participou dos trabalhos de decoração do pavilhão brasileiro da Exposição Internacional de Turim, na Itália.
No livro Pinturas & pintores: Rio antigo, Donato Mello Júnior informa que “muito contribuiu, no início da sua carreira, a vivência com o cenógrafo italiano Oreste Coliva”. Informa ainda Mello Júnior que um auto-retrato do artista foi capa do catálogo da Exposição de Auto-Retratos, no Museu Nacional de Belas Artes (Rio de Janeiro, 1944).