Arnaz blev født i Santiago, Cuba, og begyndte sin karriere som musiker og bandleder. Han flyttede til USA i 1933, og i 1940 giftede han sig med Ball. De to medvirkede i en række musikalske film sammen, herunder Too Many Girls (1940), That Night in Rio (1941) og Babes on Broadway (1941).
I 1951 skabte Arnaz og Ball tv-sitcomen I Love Lucy. Showet var en kæmpe succes, og det gjorde Arnaz og Ball til to af de mest populære stjerner i verden. I Love Lucy kørte i seks sæsoner, og den blev efterfulgt af en spin-off-serie, The Lucy-Desi Comedy Hour, som kørte i tre sæsoner.
Efter afslutningen på The Lucy-Desi Comedy Hour fortsatte Arnaz med at producere tv-shows og film. Han fungerede også som præsident for Desilu Productions, som han havde grundlagt i 1950. Desilu Productions producerede en række succesfulde tv-serier, herunder The Untouchables, Star Trek og Mission:Impossible.
Arnaz døde af lungekræft i 1986 i en alder af 69. Han betragtes som en af de mest succesrige og indflydelsesrige personer i tv-historien.
Her er nogle yderligere fakta om Desi Arnaz:
- Han var den første latinamerikanske skuespiller, der medvirkede i en stor amerikansk tv-serie.
- Han var den første latino, der vandt en Emmy-pris.
- Han var grundlægger og præsident for Desilu Productions, et af de mest succesrige uafhængige tv-produktionsselskaber i Hollywoods historie.
- Han var gift med Lucille Ball i 20 år, og de fik to børn sammen.
- Han døde af lungekræft i 1986 i en alder af 69 år.