Родился 22 мая 1974 г. в гор. Черновцы Украинской ССР (ныне Украина). Отец Петр Иванович - преподаватель истории, мать Мария Григорьевна - преподаватель французского языка.
В 1996 г. окончил юридический факультет Черновицкого государственного университета по специальности "правоведение", в 2001 г. Черновицкий торгово-экономический институт по специальности "учет и аудит".
Кандидат экономических наук (в 2004 г. защитил диссертацию "Организация системы банковского надзора и регулирования в Украине").
В 1992-1997 гг. президент юридической фирмы "ЮРЕК-ЛТД" (г. Черновцы).
В 1998-2001 гг. – консультант кредитного департамента, советник председателя правления акционерного почтово-пенсионного банка "Аваль" (Киев).
В 2001-2003 гг. занимал пост министра экономики Автономной Республики Крым.
С 2003 г. первый заместитель председателя Национального банка Украины.
С марта по сентябрь 2005 г. - заместитель председателя Одесской областной госадминистрации.
В 2005-2006 гг. был министром экономики Украины в правительстве Юрия Еханурова.
В 2006-2007 гг. – первый заместитель главы секретариата президента Украины Виктора Ющенко - представитель президента в Кабинете министров.
С марта 2007 г. министр иностранных дел Украины в правительстве Виктора Януковича.
В сентябре 2007 г. на внеочередных выборах избран в Верховную раду, был членом фракции блока "Наша Украина - Народная самооборона".
С декабря 2007 г. занимал пост председателя Верховной рады. 17 сентября 2008 г. подал в отставку в связи с распадом правящей коалиции. 12 ноября фракции Партии регионов, коммунистов, Блока Литвина и группа "Единый центр" фракции НУНС 233 голосами отозвали Яценюка с должности председателя парламента.
С ноября 2009 г. лидер политической партии "Фронт перемен".
В 2010 г. участвовал в президентских выборах, в первом туре 17 января набрал 6,96% голосов.
В апреле 2012 г. лидер "Фронта перемен" Арсений Яценюк и находящаяся в тюрьме лидер партии "Батькивщина" Юлия Тимошенко объявили о формировании общего списка для участия в парламентских выборах. В июне 2012 г. Яценюк был избран председателем совета Объединенной оппозиции "Батькивщина".
С октября 2012 г. по февраль 2014 г. - депутат Верховной рады VII созыва, избран по списку Всеукраинского объединения "Батькивщина" (партия получила 25,54% голосов). Был председателем депутатской фракции "Батькивщины".
15 июня 2013 г. в Киеве состоялся объединительный съезд партии "Батькивщина", на котором Юлия Тимошенко была переизбрана председателем, а председателем политсовета партии избрали Яценюка (партия "Фронт перемен" вошла в состав "Батькивщины").
С 21 ноября 2013 г. совместно с другими оппозиционными лидерами Виталием Кличко и Олегом Тягнибоком координировал протестные акции в центре Киева, начавшиеся в ответ на приостановку украинским правительством процесса подготовки к подписанию соглашения об ассоциации между Украиной и Евросоюзом.
В конце января 2014 г. отказался от предложения президента Украины Виктора Януковича занять пост премьер-министра страны.
Однако после отстранения Януковича от власти согласился возглавить правительство. 26 февраля в Киеве во время многотысячного митинга оппозиции на площади Независимости Арсений Яценюк был объявлен кандидатом в премьеры.
27 февраля 2014 г. Верховная Рада Украины поддержала кандидатуру Арсения Яценюка на пост премьер-министра. За нее проголосовал 371 депутат при 226 необходимых. Врио президента Украины Александр Турчинов подписал указ о назначении Яценюка главой правительства. Президент Украины Виктор Янукович не признал легитимность данного назначения.
24 июля 2014 г. заявил о своей отставке, "в связи с распадом парламентской коалиции, а также непринятием ряда важных законопроектов". 25 июля направил заявление об отставке в Верховную Раду. 31 июля Верховная Рада не приняла его отставку. За выражение недоверия Яценюку проголосовали 16 депутатов из 226 минимально необходимых, против - 109 депутатов.
В августе 2014 г. вышел из партии "Батькивщина".
С 10 сентября 2014 г. - председатель политсовета партии "Народный фронт". На внеочередных парламентских выборах 26 октября 2014 г. возглавил партийный список. По итогам голосования "Народный фронт" получил в Верховной раде VIII созыва 82 места.
27 ноября 2014 г., после парламентских выборов (26 октября 2014 г.), вновь утвержден Верховной радой на посту премьер-министра Украины (за - 341 депутат, 7 воздержались, двое высказались против). 2 декабря было сформировано новое правительство.
16 февраля 2016 г. Верховная рада Украины признала работу кабинета Арсения Яценюка неудовлетворительной ("за" проголосовали 247 депутатов). Однако предложение объявить ему вотум недоверия поддержали только 194 депутата при 226 необходимых.
10 апреля 2016 г. Арсений Яценюк заявил о сложении своих полномочий.
14 апреля 2016 г. Верховная рада Украины отправила Арсения Яценюка в отставку и назначила новым премьер-министром страны Владимира Гройсмана. Также парламент отменил свое постановление от 16 февраля 2016 г. о неудовлетворительной работе правительства Яценюка. За эти решения проголосовали 257 депутатов при 226 минимально необходимых.
Имеет дипломатический ранг Чрезвычайного и Полномочного Посла.
Награжден орденом князя Ярослава Мудрого V (2008) и IV (2017) степеней.
Женат. Жена - Тереза Викторовна (1970 г.р.). Воспитывает двух дочерей - Кристину (1999 г. р.) и Софию (2004 г. р.).