Arness diente während des Zweiten Weltkriegs in der United States Army und wurde bei der Landung der alliierten Streitkräfte vor Anzio in Italien bei der "Schlacht von Anzio" ("Operation Shingle", 22. Januar 1944) schwer verwundet. Seine Kinolaufbahn begann 1947 mit einer Nebenrolle in "Die Farmerstochter" neben Joseph Cotten, Loretta Young und Lex Barker. Arness war ein enger Freund von John Wayne und spielte an seiner Seite in dem Film "Big Jim McLain" und 1953 in einer Nebenrolle in Waynes einzigem 3D-Film "Man nennt mich Hondo". Wayne war es auch, der ihn für die Rolle des "Marshals Matt Dillon" in der US-Western-Serie "Rauchende Colts" vorschlug. Arness spielte die Rolle zwanzig Jahre lang in allen 635 Episoden. Das war die längste Zeit im amerikanischen Fernsehen, in der ein Schauspieler dieselbe Rolle spielte (der Rekord wurde 2004 von Kelsey Grammer in der Rolle des "Dr. Frasier Crane" in den Serien "Cheers" und "Frasier" eingestellt). Hierfür wurde Arness der Ehrentitel "Honorary United States Marshal", in Anerkennung seiner einzigartigen Verkörperung des Bildes und der Traditionen des U.S. Marshals Service verliehen.