La educación básica la estudió en Jalisco. En 1937 se trasladó a la Ciudad de México para estudiar en la Escuela Teatral de Bellas Artes, y apareció en los escenarios como actor bajo las órdenes de Xavier Villaurrutia y Rodolfo Usigli.  

A partir de 1941, Arreola comienza a publicar sus obras, la primera fue “Sueño de Navidad”.

Juan José Arreola trabajó en varios y diferentes empleos como encuadernador, dependiente en una tienda de abarrotes, cobrador, peón de campo, vendedor de tepache y panadero, oficios que le dieron todos los elementos para comprender su entorno y la relación que cada mexicano establece con su país y cultura. Asimismo, fue corrector editorial, por lo que fue muy reconocido en el medio de los escritores y editores. 

Colaboró con Juan Rulfo en la revista Pan, de Guadalajara, en su Jalisco natal y en 1952 se publicó una de sus obras cumbres, Confabulario, que fue galardonada con el Premio Jalisco de Literatura un año después. En 1955 ganó el Premio del Festival Dramático del Instituto Nacional Mexicano de Bellas Artes.

También, colaboró como columnista en el diario El Occidental de Guadalajara; estudió en el Instituto Francés de América Latina por invitación del actor y director Louis Jouvet; laboró para el Fondo de Cultura Económica, El Colegio de México y la Coordinación de Difusión Cultural de la UNAM, donde creó la compañía Poesía en voz alta, además de dirigir el Centro Cultural Casa del Lago, que actualmente lleva su nombre.

Y por si no fuera suficiente, se dedicó a la docencia en la UNAM. Todo su trabajo fue reconocido con el Premio Nacional en Letras. Recibió muchos otros reconocimientos, como ser nombrado hijo predilecto de la ciudad de Guadalajara; el Premio Juan Rulfo de Literatura Latinoamericana y del Caribe; el Premio Ramón López Velarde; y el Premio Jalisco en Letras.

Entre su obra destaca Confabulario, La feria, Palíndroma, Bestiario o Inventario.

Falleció el 3 de diciembre de 2001 en Guadalajara, Jalisco.