Arthur Lake urodził się 17 kwietnia 1905 roku w Corbin w stanie Kentucky jako Arthur Silverlake Jr. Był synem Arthura Silverlake’a Sr. oraz Edith Goodwin, która wraz z mężem występowała w wodewilu jako duet akrobatyczny „The Flying Silverlakes”. Dorastał w środowisku artystycznym, co naturalnie skierowało go ku scenie i filmowi.
Karierę rozpoczął w epoce kina niemego jako młody aktor komediowy. Jedną z jego najważniejszych ról z tego okresu była postać Harolda w serii filmów „Harold Teen” (1928), opartych na popularnym komiksie. Wbrew częstym pomyłkom nie wystąpił w „The Cameraman” u boku Bustera Keatona. Już wtedy dawał się poznać jako aktor o dużym wyczuciu komizmu sytuacyjnego i specyficznej energii ekranowej.
Największą sławę przyniosła mu rola Dagwooda Bumsteada w filmie „Blondie”, który zapoczątkował serię 28 produkcji realizowanych w latach 1938–1950 przez Columbia Pictures. Partnerowała mu Penny Singleton jako Blondie. Lake wcielał się w Dagwooda nie tylko w filmach, ale także w wersji radiowej oraz w serialu telewizyjnym z 1957 roku, co czyni go jednym z rekordzistów pod względem długości odtwarzania jednej postaci komiksowej w historii amerykańskiej rozrywki.
Stworzył charakterystyczny, lekko piskliwy sposób mówienia Dagwooda, który stał się nieodłącznym elementem postaci. Dzięki niemu spopularyzowano również pojęcie „Dagwood sandwich” — ogromnej, wielowarstwowej kanapki, którą bohater regularnie przygotowywał na ekranie, a która weszła do amerykańskiej kultury kulinarnej.
W życiu prywatnym w 1937 roku poślubił Patricię Van Cleve. Przez wiele lat oficjalnie podawano, że była ona siostrzenicą aktorki Marion Davies, jednak po jej śmierci ujawniono, że była nieślubną biologiczną córką potentata prasowego Williama Randolpha Hearsta i Marion Davies. Dzięki temu małżeństwu Lake znalazł się w bliskim kręgu Hearsta, który aktywnie wspierał promocję filmów „Blondie” w swoich gazetach. Małżeństwo Lake’a i Patricii trwało aż do jej śmierci w 1993 roku i doczekało się dwojga dzieci.
Po zakończeniu kariery aktorskiej Lake z powodzeniem inwestował w nieruchomości oraz przemysł naftowy, co zapewniło mu stabilność finansową i dostatnie życie w Indian Wells w Kalifornii.
Arthur Lake zmarł 9 stycznia 1987 roku w Indian Wells na skutek ataku serca. Został pochowany na cmentarzu Hollywood Forever Cemetery w Los Angeles, w prywatnej krypcie rodziny Douras (rodziny Marion Davies). W historii popkultury zapisał się jako niekwestionowany ekranowy Dagwood — twarz jednej z najdłużej trwających komediowych serii w klasycznym Hollywood.