Nato da Dirce e Valentino, completa le scuole superiori a Firenze, dove si era trasferito con la famiglia, e studia alla scuola di recitazione. Abbandona gli studi in Economia e Commercio, e a vent'anni si trasferisce a Roma, dove frequenta il Centro Sperimentale di Cinematografia. Nel 1938 Arnoldo Foà è costretto a lasciare i corsi presso il Centro Sperimentale di Cinematografia a seguito della promulgazione delle leggi razziali fasciste (la sua famiglia è di origini ebraiche). La situazione è molto difficile. Foà non può lavorare, deve usare nomi falsi  e ricopre saltuariamente il ruolo del sostituto di attori malati, riuscendo a lavorare nelle compagnie più prestigiose. Nel 1943 si rifugia a Napoli, dove diviene capo-annunciatore e scrittore della Radio Alleata PWB: spetta a lui la comunicazione dell'armistizio con gli Alleati, l'8 settembre 1943. Alla fine della guerra, torna al teatro e si unisce a molte e importanti compagnie, nel 1945, entra nella Compagnia di Prosa della RAI dove svolgerà un'intensa attività sino agli anni 80. Intensa e prestigiosa la sua carriera in teatro: autori classici e contemporanei. Le sue interpretazioni sono memorabili, incisive, esito di un attento studio e di passione e misura drammatica elette. Da regista mette in scena spettacoli di prosa e molte sue commedie, riscuotendo sempre enormi successi. Nel 1957 l'esordio come autore teatrale. Tra le sue interpretazioni più recenti il monologo di Alessandro Baricco "Novecento" successo straordinario di pubblico e critica, e "Sul lago dorato" (2006/2008). La sua filmografia presenta oltre 100 pellicoleFoà è stato tra i protagonisti di alcuni dei più celebri sceneggiati televisivi della televisione italiana. Nel 1985 ha partecipato alla parodia dei Promessi Sposi realizzata dal Quartetto Cetra, interpretando L'innominato. Per la RAI ha condotto anche il programma musicale Chitarra, amore mio e, per due stagioni, il varietà Ieri e oggi, e numerosi altri programmi. Già dai primissimi anni Arnoldo Foà contribuisce alla nascita, dalle ceneri dell'EIAR, della Radio RAI e partecipa a molte trasmissioni, sia di informazione che di intrattenimento, con attori, autori e registi importanti. Diventa uno dei migliori doppiatori italiani: tra i tanti celebri attori doppiati, Anthony Quinn. Ultimamente è tornato eccezionalmente al doppiaggio interpretando la voce narrante nel film La fabbrica di cioccolato e quella di Charles Muntz nel film Up. Celebri le sue dizioni poetiche da Dante, Lucrezio, Carducci, Leopardi, Neruda, García Lorca, che vengono registrate su disco in vinile e anche su CD, divulgando moltissime opere, in particolare quelle di autori di lingua spagnola allora poco conosciuti in Italia, come Lorca e Neruda. Dal 2002 ha realizzato alcuni CD di una collana con registrazioni di brani di poeti e filosofi, commentati da musiche appositamente create, e un CD di poesie scritte da lui stesso.