Арнольд Цвейг родился в семье седельщика, еврейского происхождения. Образование (германистика, философия, филология, история искусств, экономика) получил в университете Бреслау. Затем учился в университетах Гёттингена, Мюнхена, Берлина, Ростока и Тюбингена. В этот период находился под сильным влиянием философии Фридриха Ницше. Первыми опубликованными его произведениями были Новеллы о Клавдии в 1912 году (рус. пер. 1923 года) и позднее опубликованный роман — Записки о семье Клочфер (1911). За написанную в 1914 году драму Ритуальное убийство в Венгрии автор в 1915 был удостоен литературной премии Г. фон Клейста. Произведения А.Цвейга стилистически консервативны и, в то же время, либеральны по содержанию. В течение своей жизни он прошёл путь от прусского патриота до пацифиста после Первой мировой войны, затем был сионистом во второй половине 1920-х — 1930-е годы, включая годы жизни в Палестине и, уже в конце жизни — коммунистом, одним из самых почитаемых писателей ГДР (хотя в своём литературном творчестве и в мировоззрении А. Цвейга всегда влияние его друга З.Фрейда ощущалось сильнее влияния К.Маркса).
С началом Первой мировой войны А.Цвейг отправляется на фронт, он служит в Сербии, Бельгии, Литве, воюет под Верденом. Увиденные ужасы войны к её концу превратили его из германского ура-патриота в социалиста и пацифиста. Цикл романов Большая война белых людей , посвящённый событиям 1914—1918 годов, создавался затем писателем в течение практически всей его жизни и является основным в его творчестве. В него вошли следующие книги: Спор об унтере Грише (1927, рус. пер. Трагедия унтера Гриши 1928 — признанный лучшим произведением А.Цвейга), Молодая женщина 1914 года (1931), Воспоминания под Верденом (1935), Возведение на престол (1937), Затишье (1954), Время созрело (1957), Лёд тронулся (неокончено). В эмиграции также был написана книга Вандебекский топор (1943, на иврите).
После Первой мировой войны А.Цвейг живёт на берегу озера Штарнбергер-Зе и существует как свободный писатель. В этот период А.Цвейг поддерживает дружеские отношения с Зигмундом Фрейдом и Лионом Фейхтвангером, он исповедует социалистические взгляды. Позднее он вступает в переписку с Мартином Бубером и участвует в сионистском движении. Сионист, социалист и пацифист А.Цвейг был одним из первых авторов, чьи произведения официально изымались и сжигались нацистами после прихода их к власти в 1933 году. В том же году Цвейг эмигрирует, сначала в Чехословакию, а оттуда через Францию и Швейцарию — в Палестину (в 1934 году), живёт в Хайфе. После окончания Второй мировой войны писатель возвращается в Германию, живёт в Берлине, столице ГДР. В 1962 году в ГДР выходит его роман Дорогая мечта.
В немецком социалистическом государстве А.Цвейг пользовался заслуженным уважением, занимал важные посты в общественных и культурых организациях. А.Цвейг — депутат Народной палаты ГДР (1949—1968), президент Германской академии искусств ГДР (в 1950—1953, затем — почётный президент). С 1949 года он — член Всемирного совета мира, выступал на его съездах в Варшаве и Париже.
В 1958 году писателю присуждается Международная Ленинская премия «За укрепление мира между народами». В 1950 году он удостаивается Национальной премии ГДР 1-й степени. Был награждён орденом За заслуги перед Отечеством (ГДР).
В ФРГ, в связи с тем, что А.Цвейг связал свою жизнь с Германской Демократической Республикой, его послевоенное творчество длительное время замалчивалось.