Arna Wendell Bontemps werd op 13 oktober 1902 geboren in Alexandria, Louisiana, als zoon van een Creoolse metselaar en onderwijzer. Op driejarige leeftijd verhuisde hij met zijn familie naar Los Angeles nadat zijn vader was bedreigd door twee dronken blanke mannen. Bontemps groeide op in Californië en werd naar de kostschool San Fernando Academy gestuurd met de instructie van zijn vader om daar niet “kleurling te gaan spelen”. Dit merkte Bontemps later op als een vormend moment, en hij zou het kwalijk nemen wat hij zag als een poging om hem zijn afkomst te laten vergeten. Hij studeerde af aan het Pacific Union College in Angwin in 1923 met een AB.
In 1924 aanvaardde hij een onderwijspositie in Harlem, New York. Hij trouwde in 1926 met Alberta Johnson, een oud-leerlinge; zij zouden uiteindelijk zes kinderen krijgen. Hoewel hij oorspronkelijk van plan was zijn doctoraat in de Engelse taal te behalen, aanvaardde hij onderwijsbanen om zijn gezin te onderhouden. Gelukkig was het terwijl hij lesgaf in Harlem dat hij nauw verbonden zou raken met de Harlem Renaissance en bevriend zou raken met belangrijke kunstenaars als Countee Cullen, W. E. B. DuBois, Zora Neale Hurston, James Weldon Johnson, Claude McKay, Jean Toomer, en vooral Langston Hughes, met wie hij vaak samenwerkte.
Bontemps publiceerde zijn gedichten voor het eerst in Crisis in 1924, en ook later in Opportunity, beide literaire tijdschriften die het werk van jonge Afro-Amerikaanse schrijvers ondersteunden. In 1926 en 1927 won Bontemps drie prijzen voor zijn poëzie uit deze publicaties. Zijn eerste fictieboek was God Sends Sunday (1931), het verhaal van een snellevende zwarte jockey genaamd Little Augie. Het boek kreeg gemengde kritieken: lof voor zijn betekenis als boek van een zwarte auteur, maar ook kritiek vanwege de nadruk op de schaduwzijde van het zwarte leven.
Datzelfde jaar verhuisde Bontemps naar Huntsville, Alabama, waar hij een baan had aanvaard aan het Oakwood Junior College. In 1932 ontving hij nog een prijs voor het korte verhaal “A Summer Tragedy” en publiceerde zijn eerste twee kinderboeken, Popo and Fifina: Children of Haiti, met Langston Hughes, en You Can’t Pet a Possum in 1934. Hij begon te werken aan Black Thunder: Gabriel’s Revolt: Virginia 1800, het verhaal van een afgebroken slavenopstand geleid door Gabriel Prosser. De roman, gepubliceerd in 1936, werd voltooid in het Californische huis van zijn vader. Aan het eind van het schooljaar 1934 ontsloeg Oakwood Bontemps, een reactie op de combinatie van zijn radicale politiek, bezoekers van buiten de staat, zijn persoonlijke boekenverzameling, en de eigen conservatieve en religieuze opvattingen van de school.
In 1943 behaalde Bontemps een master’s degree in bibliotheekwetenschappen aan de Universiteit van Chicago. Hij werd aangesteld als bibliothecaris aan de Fisk University, een functie die hij bekleedde tot zijn pensionering in 1965, gevolgd door eredoctoraten en professoraten aan de University of Illinois en Yale University, en een terugkeer naar Fisk als writer in residence.
Hij overleed 4 juni 1973 aan een hartaanval, terwijl hij werkte aan zijn autobiografie. Hoewel Sterling A. Brown en Aaron Douglas opmerkten dat zijn geschriften niet de kritische aandacht hebben gekregen die ze verdienden, wijzen zijn werk als bibliothecaris en historicus erop dat hij een groot kroniekschrijver was en een bewaarder van de documenten van het zwarte culturele erfgoed. Het oude huis van zijn familie in Louisiana is nu het Arna Bontemps African American Museum and Cultural Arts Center.