В кино с 1909 года. В 1912 году стал одним из ведущих актёров студии Мака Сеннетта, где его партнером был Чарли Чаплин. Снимаясь в многочисленных комических фильмах, Арбэкль создал маску комика‑толстяка (отсюда прозвище — Фатти / Fatty, т. е. толстый, жирный), принесшую ему большую популярность. Снимался в кино до 1922 года. В результате скандального процесса в 1921 году по недоказанному обвинению в оскорблении нравственности, фильмы с его участием стали бойкотироваться публикой. Арбэкль тщетно пытался найти работу за границей. В последующие годы Арбэкль выступал в качестве режиссёра (под псевдонимом William Goodrich) главным образом короткометражных фильмов.