Erste internationale Erfahrungen sammelte Tsanko Arnaudov 2011 bei den Junioreneuropameisterschaften in Tallinn, bei denen er mit einer Weite von 17,66 m in der Qualifikation ausschied. Auch zwei Jahre später schied er bei den U23-Europameisterschaften in Tampere mit 17,14 m in der Vorrunde aus. 2014 belegte er bei den U23-Mittelmeermeisterschaften in Aubagne mit 17,81 m den fünften Platz und 2015 nahm er erstmals an den Weltmeisterschaften in Peking teil, erreichte aber auch dort mit 18,85 m nicht das Finale. 2016 gewann Arnaudov bei den Europameisterschaften in Amsterdam mit 20,59 m die Bronzemedaille hinter dem Deutschen David Storl und Michał Haratyk aus Polen. Damit qualifizierte er sich auch für die Olympischen Spiele in Rio de Janeiro, bei denen er mit 18,88 m nicht bis in das Finale gelangte.