Арнольд Давидович Готлиб родился 28 февраля (12 марта по новому стилю) 1895 года в Херсоне. В 1914 году окончил Екатеринославское Второе коммерческое училище, в 1915 году поступил на металлургическое отделение Петроградского политехнического института. После первого курса был призван в армию, а в 1925 году окончил Днепропетровский горный институт, получив квалификацию инженера-металлурга.

В 1931–1938 годах Арнольд Давидович возглавлял доменный отдел Днепропетровского научно-исследовательского института металлов. Он занимался вопросами доменного производства и стал одним из первых в СССР, кто начал системную работу по автоматизации процессов в доменной металлургии.

Под его руководством впервые в мировой практике было реализовано тепловое регулирование работы доменной печи. Арнольд Готлиб является автором более ста научных работ, посвящённых технологии выплавки чугуна и управлению доменным процессом.

В годы Великой Отечественной войны он руководил группой по разработке технологий доменного производства в Магнитогорском горно-металлургическом институте и входил в состав комитета учёных помощи фронту при городском комитете.

В конце 1943 года вернулся в Днепропетровск, где защитил докторскую диссертацию и продолжил работу в Днепропетровском металлургическом институте в должности заместителя директора и заведующего кафедрой металлургии чугуна. Написал учебники и учебные пособия, подготовил специалистов, среди которых — Владимир Александрович Смоляк.

Херсонщина помнит и гордится Арнольдом Готлибом, чьи разработки в области доменного производства и автоматизации металлургических процессов получили широкое применение в промышленности.