Pascal Arnold débute sa carrière dans le septième art en tant que consultant de scénario, d'abord pour le compte de Ciby 2000, puis en tant que free-lance.

Il évolue ensuite dans de nombreuses sociétés de production puis voit son parcours étroitement lié à celui de Jean-Marc Barr. Ensemble, ils fondent en 1998 la société de production Toloda et ont collaboré, de 1999 à 2001, sur un tryptique baptisé Freetrilogy, comprenant Lovers, Too Much Flesh et Being light, qu'ils ont co-écrits et co-réalisés. Fidèles dans leur travail, ils dirigent dans ces trois volets Elodie Bouchez tandis que l'américaine Rosanna Arquette apparaît dans le deuxième volet et retrouve Jean-Marc Barr treize ans après Le Grand bleu.

En 2002, il est producteur, scénariste et chef-opérateur sur le premier long-métrage de Carole Laure, Les Fils de Marie, où Jean-Marc Barr, jamais bien loin, fait l'acteur. En 2006, Pascal Arnold écrit seul le scénario de Chacun sa nuit, tiré d'un fait divers sordide, qu'il co-réalise et co-produit cependant toujours avec son acolyte. Pascal Arnold s'éloigne ensuite un temps de son comparse pour voler de ses propres ailes en tant que scénariste. Ainsi, il adapte avec Christine Carrière le roman de Jean Teulé, Darling. Ce film, inspiré d'une histoire vraie, suit le parcours d'une jeune femme (Marina Foïs) accablée par la vie. Il co-signe par la suite Le Dernier vol (2009) qui réunit Marion Cotillard et Guillaume Canet puis Complices (2010) et Pieds nus sur les limaces (id.).

Il reprend en 2011 sa collaboration avec Jean-Marc Barr pour livrer American Translation, une histoire d'amour passionnelle sur fond de meurtres. Il retrouve pour l'occasion les comédiens Lizzie Brocheré et Pierre Perrier, déjà au casting de Chacun sa nuit. Il prépare actuellement Chroniques sexuelles d'une famille d'aujourd'hui, toujours en compagnie de Jean-Marc Barr.