Als ältester Ort Thüringens ist Arnstadt bereits 704 erstmals urkundlich erwähnt. Im Jahre 954 hielt Kaiser Otto I. einen Reichstag in besagtem Ort ab, seit 1220 wurde Arnstadt als „Stadt“ in den Urkunden genannt und 1266 schließlich erhielt sie Stadtrecht. Bedeutende historische Persönlichkeiten waren in Arnstadt präsent und haben dort ihre Spuren hinterlassen. Bereits im 12. Jahrhundert begann die Herrschaft der Schwarzburger Grafen, die bis 1918 anhielt. Im Jahre 1506 weilte Martin Luther in der Franziskanerkirche der Oberkirche.
Ein bedeutendes historisches Zeugnis ist das Lebenswerk der Fürstin Elisabeth Albertine aus dem Hause Anhalt-Bernburg, das es im heutigen Schlossmuseum zu bewundern gilt: Der frühere Sitz der Witwe im Barockschloss Neues Palais zeigt das einzigartige und weltberühmte Puppenmuseum „Mon plaisir“ mit einer historischen Puppenstadt von rund 400 Puppen, die kunstvoll in Wachs gefertigt den Alltag im 18. Jahrhundert veranschaulichen. Auch ein Porzellankabinett und Brüsseler Bildteppiche gehören zur reichen Ausstattung des Museums. Über mehrere Generationen war die Musikerfamilie Bach in Arnstadt ansässig, was die Bach-Gedenkstätte im Haus zum Palmbau hervorbrachte, und zu deren Ehren im Jahr 2000 – zum Jubiläum des 250. Todestages von Johann Sebastian Bach – ein Denkmal auf dem Marktplatz errichtet wurde. Jährlich richtet die Stadt einen Thüringer Orgelsommer aus, bei dem vor allem die Liebhaber klassischer Musik auf ihre Kosten kommen.
Eine weitere Besonderheit der Stadt ist die Sportveranstaltung Hochsprung mit Musik. Zudem besitzt Arnstadt für die technisch interessierten Besucher ein Museum der Dampflokomotiven.
Idyllisch an den Bergen des Thüringer Waldes gelegen, sind in Arnstadt noch etliche Stadttürme erhalten, zahlreiche Kirchen und prächtige Bürgerhäuser sorgen für ein heimelig-historisches Ambiente in der denkmalgeschützen Fußgängerzone. Die Liebfrauenkirche, die nach dem Vorbild des berühmten Naumburger Doms erbaut wurde, gehört zu den wichtigsten und eindrucksvollsten historischen Gebäuden der Stadt.
Seit dem 19. Jahrhundert entwickelte sich die Handels- und Handwerkerstadt zur Industriestadt, die mit modernen Branchen wie Solartechnik, Chemieanlagen und Computerproduktion sowie mit traditionelleren Techniken wie Glasveredelung, Holzverarbeitung und Metallgießen aufwarten kann.
Die deutsch-deutsche Städtepartnerschaft wurde im Jahre 1989 geschlossen, zu einer Zeit, als noch die Mauer beide deutsche Staaten trennte, jedoch die Öffnung der Grenzen eine intensive Annäherung erlaubte. Eben diese Zusammenführung und der Erfahrungsaustausch waren und sind Ziel der Städtepartnerschaft, die durch vielfältige Begegnungen der Bürgerinnen und Bürger lebendig ist. Besonders innerhalb der Vereine findet ein reger Austausch statt, das Spektrum reicht vom Kleingartenverband über den Kegelverein und den Hessischen Blindenbund bis zur Karnevalsgesellschaft.