Frances Arnold meraih gelar sarjana di Mekanik dan Teknik Pesawat Universitas Princeston pada tahun 1979 dan pada tahun 1985 lulus sebagai Doktor Teknik Kimia Universitas California, Berkeley. Pada tahun 1987, Arnold menjadi asisten profesor, dan menjadi profesor sepenuhnya pada tahun 1996 setelah melakukan penelitian sejak tahun 1992.
Pada tahun 1993, Arnold menjadi orang pertama yang mengemukakan evolusi enzim, dia membuktikan bahwa protein merupakan katalis dari reaksi kimia.[1] Dia memperkenalkan banyak mutasi acak dalam kode genetik bakteri yang menghasilkan subtilisin E juga memperkenalkan enzim mutasi ke dalam lingkungan yang mengandung DMF dan kasein.
Arnold dan rekan-rekannya memperluas teknik mengenai evolusi enzim dalam reaksi yang sebelumnya belum pernah dikatalisasikan sehingga dapat dikatalisasikan.[2]
Frances Arnold menjadi perempuan kelima yang dianugerahi Nobel Kimia sepanjang sejarah.[3]
