Nascut a Brussel·les, va ser batejat el 12 d'octubre de 1613. El gener de 1625 va entrar com a aprenent en el taller de Jan Mertens i el 1634 va ingressar com a mestre al gremi de Sant Lluc de la seva ciutat natal. Entre els seus nombrosos deixebles es troba el seu propi fill, Jean Baptiste.[1] Amb els seus paisatges va aconseguir notable èxit i influència a la ciutat de Brussel·les, de la qual va ser nomenat en 1656 pintor «públic» dels cartrons per a tapissos, si bé, com era habitual, va comptar amb l'ajuda d'altres pintors que li feien les figures, principalment David Teniers II.
El seu punt de partida són els paisatges de Gillis van Coninxloo i Paul Brill, prenent com a referència el bosc de Soignes de manera semblant al seu contemporani Lodewijk de Vadder, però Arthois, en paral·lel a Ruisdael, va concebre els seus paisatges, generalment de gran grandària, amb un dinamisme i monumentalitat plenament barrocs, en el que s'ha vist també el coneixement de l'obra de Rubens.[2]