Το 1973 άρχισε να μορφώνεται, παρακολουθώντας μαθήματα οικονομικών σε διάφορα πανεπιστήμια του Γουινσκόνσιν, από όπου και αποφοίτησε το 1979.

Κέρδισε τον τίτλο στο διαγωνισμό Mr. Olympia από το 1970 έως το 1975 και στη συνέχεια ξανά το 1980. Μέσω των ταινιών του έδωσε στο άθλημα του bodybuilding ώθηση και αναγνώριση. Θεωρείται από πολλούς μέχρι και σήμερα ο καλύτερος bodybuilder όλων των εποχών και ο αθλητής με την καλύτερη σωματική διάπλαση. Ο μυικός όγκος του ήταν πολύ πιο μπροστά από ό,τι αυτός των αντιπάλων του. Έχει κερδίσει επίσης το Mr. Universe πέντε φορές. Κέρδισε τον πρώτο του τίτλο στα 18 του, "Junior Mr. Europe" στη Στουτγκάρδη. Στη συνέχεια εγκαταστάθηκε στο Μόναχο και έπειτα στο Λονδίνο. Το πρώτο του έπαθλο στο Mr. Universe το 1967 σε ηλικία 20 ετών ήταν το εισιτήριό του για την Αμερική και το Λος Άντζελες όπου και μετανάστευσε το 1968.

Εκεί προπονήθηκε στο γυμναστήριο "Gold's Gym" και γνωρίστηκε με τον Τζο Γουάιντερ, τον εκδότη του αμερικανικού περιοδικού "Muscle and Fitness". Έγινε επίσης στενός φίλος με τον δύο φορές Mr. Olympia, Φράνκο Κολόμπου. Η πρώτη του συμμετοχή στο Mr. Olympia ήταν το 1969 όταν και νικήθηκε από τον Σέρτζιο Ολίβα, καταλαμβάνοντας τη 2η θέση, αλλά την επόμενη χρονιά κέρδισε τον τίτλο, κατορθώνοντας να γίνει ο πρώτος αθλητής που κέρδισε τον τίτλο σε τόσο νεαρή ηλικία. Αυτό το ρεκόρ το κατέχει μέχρι και σήμερα. Η δεκαετία του '70, στην οποία και κυριάρχησε στο αγωνιστικό bodybuilding, έχει ονομαστεί η "Χρυσή Εποχή του Bodybuilding". Το 1975, μετά την έκτη του νίκη στον διαγωνισμό, δήλωσε την αποχώρησή του από το επαγγελματικό bodybuilding, την οποία όμως και απέσυρε το 1980 με τη συμμετοχή του στο Mr. Olympia που γινόταν τότε στο Σίδνεϋ της Αυστραλίας, κερδίζοντας τον τίτλο για τελευταία φορά, χωρίς να είναι ωστόσο σε τόσο καλή φυσική κατάσταση όσο στο παρελθόν.

Ο Σβαρτσενέγκερ θεωρείται επίσης κορυφαίος κινηματογραφικός αστέρας στις ταινίες δράσης και περιπέτειας. Η πρώτη του ταινία ήταν μόλις το 1970 με τίτλο "Hercules in New York", στην οποία η φωνή του είχε ντουμπλαριστεί, και το όνομα στους τίτλους της ταινίας που είχε ήταν "Arnold Strong", επειδή το επίθετό του ήταν δύσκολο να προφερθεί στα αγγλικά. Το ντεμπούτο του στον έναρθρο λόγο έγινε το 1976, με την ταινία "Stay Hungry" για την οποία κέρδισε και χρυσή σφαίρα Πρωτοεμφανιζόμενου Ηθοποιού. Έπειτα ακολούθησε το φιλμ ντοκυμαντέρ "Pumping Iron" του 1977. Η μεγάλη κινηματογραφική επιτυχία ήρθε το 1982 με την ταινία "Conan The Barbarian" και δύο χρόνια αργότερα ακολούθησε το σίκουελ της ταινίας, "Conan The Destroyer", χωρίς την ίδια όμως επιτυχία. Την ίδια χρονιά έπαιξε τον πρωταγωνιστικό ρόλο στην ταινία "The Terminator" στην οποία υποδήθηκε ένα φονικό ρομπότ. Ακολούθησαν οι ταινίες "Commando" και "Red Sonja" το 1985, "Raw Deal" τo 1986, "Ο Κυνηγός" το 1987, και άλλες πολλές, οι οποίες τον καθιέρωσαν ακόμα περισσότερο.

Το 1991 έπαιξε στο σίκουελ του Εξολοθρευτή "Τerminator 2: Judgement Day" και το 2003 προβλήθηκε η τρίτη ταινία με τίτλο "Terminator 3: Rise Of The Machines", στις οποίες είχε τον ίδιο ρόλο που είχε και στην πρώτη ταινία της σειράς. Το 1999 πρωταγωνίστησε στο υπερφυσικό θρίλερ "End Of Days", το 2000 στο "6th Day", και το 2002 στο "Collateral Damage", που ωστόσο δεν είχαν επιτυχημένη πορεία στο αμερικανικό box office. Παράλληλα έχει παίξει και σε κωμικές ταινίες, προβάλλοντας έτσι και το κωμικό του ταλέντο. Ακόμα, διατηρεί φιλικές σχέσεις με τον σκηνοθέτη του Terminator 1 και 2, Τζέιμς Κάμερον.

Το 2003 εξελέγη Κυβερνήτης της Καλιφόρνιας με την πολιτική παράταξη των Ρεπουμπλικανών και στη συνέχεια επανεξελέγη το 2006. Έχει αποκτήσει την αμερικανική υπηκοότητα από το 1984. Είναι παντρεμένος από το 1986 με τη δημοσιογράφο Μαρία Σράιβερ, η οποία είναι ανυψιά του John F. Kennedy, και έχουν τέσσερα παιδιά, δύο κορίτσια και δύο αγόρια. Το 1997 ο ηθοποιός υπεβλήθη σε εγχείρηση καρδιάς. Είναι υπέρμαχος της σωστής διατροφής και της άθλησης. Στα περιοδικά που σχετίζονται με το bodybuilding το όνομά του κατέχει τιμητική θέση, ενώ δημοσιεύονται άρθρα από την αθλητική του σταδιοδρομία. Το περιοδικό Γκίνες τον ονομάζει ως τον άνθρωπο με το πιο τέλεια αναπτυγμένο σώμα στην ιστορία του κόσμου.

Παρότι πλέον έχει επικεντρωθεί στην πολιτική του καριέρα, ο Άρνολντ Σβαρτσενέγκερ είχε δηλώσει το ενδεχόμενο να παίξει και στην τέταρτη συνέχεια της σειράς του "Εξολοθρευτή" το 2009, με τίτλο "Terminator: Salvation". Για τις ανάγκες της ταινίες με τη βοήθεια των οπτικών εφέ ο Σβαρτσενέγκερ θα εμφανιζόταν με το σώμα που είχε στο πρώτο φιλμ της σειράς. Tελικά όμως κάτι τέτοιο δεν πραγματοποιήθηκε, αφού τον ρόλο του Εξολοθρευτή εν τέλει υποδύθηκε ο Αυστριακός ηθοποιός και bodybuilder Ρόλαντ Κίκινγκερ, τον οποίο πολλοί τον συσχετίζουν με τον Σβαρτσενέγκερ. Από σύμπτωση, ο ίδιος ηθοποιός είχε υποδυθεί τον Σβαρτσενέγκερ στο βιογραφικό φιλμ "See Arnold Run" το 2005, ενώ υπάρχει η πιθανότητα να έχει τον πρωταγωνιστικό ρόλο στην ταινία "Conan", που θα προβληθεί το 2010.

Ο Άρνολντ Σβαρτσενέγκερ έχει ύψος 1.88 και το βάρος του όταν έκανε επαγγελματικό bodybuilding έφτανε τα 113 κιλά. Από τις ταινίες του Terminator έχει καθιερώσει τις ατάκες "I 'll be back" και "Hasta la vista, baby", τις οποίες έχει χρησιμοποιήσει και σε άλλες ταινίες του. Με την εκλογή του ως Κυβερνήτης της Καλιφόρνιας απέκτησε τα παρατσούκλια "Conan The Republican" και "The Governator". Όταν αποφάσισε να ασχοληθεί με την πολιτική σταμάτησε να γυμνάζεται και έχασε τη φυσική του κατάσταση.