Артюр Рембо родился 20 октября 1854 года в Шарлевиле на северо-востоке Франции. Его отец, Фредерик Рембо, по профессии военный, служил в Алжире, мать, Мари-Катрин-Витали Кюиф, была из зажиточной крестьянской семьи. Когда мальчику исполнилось четыре года, отец оставил семью, с тех пор Артюра воспитывала мать. Начальное образование Рембо получил в Шарлевильском лицее. После публикации первого стихотворения в 1870 году, в возрасте 16 лет Рембо отправился в путешествие по северу Франции и югу Бельгии.
В возрасте семнадцати лет Рембо знакомится в Париже с поэтом Полем Верленом и на некоторое время становится его интимным другом. Верлен приглашает Рембо в Париж и оплачивает ему дорогу.
Прибыв в Париж, Рембо поселяется у Моте, откуда его в скором времени изгоняют за грубость и нечистоплотность; он живёт по очереди у Банвиля, Шарля Кро, композитора Кабане, художника Форена. Верлен и Рембо принимают участие в собраниях литературных кружков «Дрянные мальчишки» и «Чертыхатели», пьянствуют, их дружба перерастает, как они выражаются, в «жестокую страсть» двух поэтов.
Конец октября. Первая ссора Верлена с Матильдой из-за Рембо, который пытается вырвать Верлена из удушливой мелкобуржуазной обстановки семейства Моте.
Конец декабря. На очередном обеде «Дрянных мальчишек» Рембо устраивает скандал и легко ранит тростью-шпагой фотографа Карж?; Рембо изгнан из кружка; Верлен снимает для него комнату на улице Кампань-Премьер, 14.
В Париже Рембо участвует в восстании Парижской коммуны.
В 1872 Поль Верлен бросает семью и уезжает с Рембо в Лондон. Некоторое время прожив там, они путешествуют по Европе и расстаются в Брюсселе, после того как Верлен в жарком споре под действием абсента простреливает Рембо запястье. Верлен был осужден на 2 года тюрьмы. После расставания с Верленом Рембо возвращается домой, на ферму Роше.
После этого Рембо перестаёт писать и путешествует по свету до 1880 года. Затем в Африке (в основном в Египте и Эфиопии), а также в Йемене он занимается торговлей кофе, пряностями, шкурами и оружием.
В феврале 1891 года Рембо вернулся во Францию, где ему ампутировали ногу из-за раковой опухоли. В госпитале за ним ухаживала сестра, приехавшая из Шарлевиля. Рембо умер в Марселе, в госпитале, 10 ноября 1891 года. Похоронен в Шарлевиле.
В XX веке вокруг наследия Рембо развернулась борьба. Поэты реализма и модернизма причисляли его к основателям своего течения. Общепризнано последователями Рембо среди французских поэтов являются Гийом Аполлинер, Поль Элюар, поэты Сопротивления. Мировоззрение и поэзия Рембо оказали глубокое влияние на творчество Генри Миллера, отразившего свое духовное родство с поэтом в эссе Время убийц.
Во второй половине XX века Артюр Рембо обретал всё большую популярность. Так, его образ неоднократно был использован в кинематографе. Наибольшую известность получил фильм Агнешки Холланд «Полное затмение» (1995), созданный по одноимённой пьесе Кристофера Хэмптона (1967), в котором роль поэта исполнил Леонардо Ди Каприо (историческая достоверность образов Рембо, а также Верлена в исполнении Дэвида Тьюлиса в этом фильме многими ставится под сомнение).
Посвящённая Артюру Рембо и выполненная Жаном Ипустеги по заказу президента Франсуа Миттерана скульптурная композиция — «Путник в башмаках, взлетевших кверху» (фр. l’Homme aux semelles devant), установлена в 1985 году перед зданием Национальной библиотеки Франции в Париже. Название перефразирует прозвище, которое Поль Верлен дал Артюру Рембо — «Путник в башмаках, подбитых ветром» (фр. l’Homme aux semelles de vent). Фрагмент этой композиции «Лицо Рембо» (фр. Visage Rimbaud) принадлежит Культурному центру Ипустеги (фр. Centre Culturel Ipoust?guy) в городе Ден-сюр-Мёз (фр. Dun-sur-Meuse). В скульпторном портрете выразительно передана меланхолия поэта.
В 1991 г. вышел фильм Arthur Rimbaud — Une biographie. режиссера Ришара Диндо. В фильме снялись актеры: Бернар Блош, Кристиана Коэнди, Мадлен Мари, Альбер Дельпи, Жан Дотремай, Бернар Фрейд, Ханс-Рудольф Тверенболд, Жак Боннаффе (голос).
Певица и поэтесса Патти Смит, на творчество которой сильно повлиял Рембо, не раз упоминала и цитировала его в своих работах.