Arthur Darvill a la chance de naître dans une famille d’artistes accomplis. Son père est musicien et sa mère fait partie d’une troupe de théâtre de marionnettes.

Dès l’âge de 10 ans, le jeune Arthur se passionne pour la comédie et rejoint une troupe de jeunes acteurs. A sa majorité, il quitte son Birmingham natal pour rejoindre la capitale anglaise, Londres. L’acteur y intègre la prestigieuse Royal Academy of Dramatic Art.

Le jeune homme fait ensuite ses premiers pas sur les planches londoniennes en interprétant un repris de justice dans la pièce « Terre Haute ». Sa performance est très remarquée et Darvill tape dans l’œil des producteurs TV. La chaîne ITV l’engage pour jouer un officier de police dans le thriller policier He Kills Coppers en 2008. La BBC met également la main sur le jeune homme la même année pour lui faire incarner le personnage d’Edouard « Tip » Dorrit dans la série La petite Dorrit basée sur le roman de Charles Dickens.

En 2009, le comédien met à profit ses talents musicaux (il est également musicien et compositeur) pour incarner le claviériste Mick Gallagher dans le biopic Sex & drugs & rock & roll. Le film retrace le parcours de Ian Dury, chanteur britannique fondateur du groupe Ian Dury and the Blockheads et auteur du célèbre dicton « Sex, drugs & rock’n’roll ».

L’année suivante, le britannique vole au riche pour donner aux pauvres dans la version hollywoodienne de Robin des Bois par Ridley Scott. Il y donne pour l’occasion la réplique à Russell Crowe. Après cette incursion dans le blockbuster en costumes, Darvill intègre le casting de la célèbre série de SF à succès, Dr Who. Il prête ses traits au personnage de Rory Williams, compagnon de voyage du Docteur Matt Smith dans les saisons 5,6 et 7 du show.

La popularité d’Arthur Darvill est désormais au beau fixe après son passage dans une des séries les plus populaires du monde. Les britanniques ne sont toutefois pas prêts à laisser partir vers d’autres cieux leur petite pépite. Le jeune comédien prend les traits du Duc de Buckingham dans la série historique The White Queen aux côtés de la belle Rebecca Ferguson. Le show retrace le conflit entre deux familles pour s’emparer du trône d’Angleterre au 15ème siècle.

En 2013, le britannique rejoint le casting de Broadchurch, série policière mettant en scène l’ex-Dr Who, David Tennant. Darvill y incarne le révérend Paul Coates. Le show est un nouveau succès et le comédien reprend son personnage dans la saison 2 en 2015.

La même année, le jeune homme ne résiste pas aux sirènes de la nouvelle mode des séries de super-héros. Il est en effet choisi pour se glisser dans le costume de Rip Hunter, un héros DC Comics capable de voyager dans le temps dans le spin-off des séries Arrow et The Flash.

Vincent Formica