Figlio illegittimo del re Lotario III, fu fatto eleggere arcivescovo di Reims da Ugo Capeto, succedendo all'arcivescovo Adalberone, morto il 23 gennaio 989.
Non appena insediato sul seggio di Reims (marzo 989), Arnolfo si impegnò in progetti di restaurazione carolingia, consegnando verso settembre la città a Carlo duca della Bassa Lorena, ultimo membro della dinastia carolingia e rivale di Ugo Capeto.
Qundo Azzelino arcivescovo di Laon consegnò Carlo a Ugo Capeto, arrestò anche Arnolfo.
Arnolfo fu giudicato da un concilio convocato a Verzy presso Reims da Ugo Capeto (17-18 giugno 991) e alla fine riconobbe la propria colpa ed implorò che gli risparmiassero la vita. Fu degradato, dovette cedere i benefici temporali e la dignità episcopale e riconoscersi indegno dell'ufficio.
Tre giorni dopo (21 giugno 991) fu eletto al suo posto Gerberto.