Jacques-Arsène d'Arsonval studerte ved lycéer i Limoges og Paris. Han fikk sin medisinske embetseksamen i 1877. Det er ikke kjent om han praktiserte som lege, men fra 1873 til 1878 var han assistent (preparator) til Claude Bernard, en av grunnleggerne av eksperimentell fysiologi. Etter Bernards død hjalp han Charles-Edouard Brown-Sequard (1817–1894) med sine forelesninger. Da senere Brown-Sequard døde i 1894, tok D'Arsonval over hans professorat ved Collège de France.