8 Eylül 1937 tarihinde Eskişehir'in Karaçay köyünde, Hacı Yakup ve Halise Cüreklibatır çiftinin çocuğu olan sanatçının gerçek adı Fahrettin Cüreklibatır'dır.
Sanatçı, Necatibey İlkokulu, Eskişehir Ortaokulu ve Eskişehir Atatürk Lisesi'nde eğitimini tamamladıktan sonra, 1962 yılında İstanbul Tıp Fakültesi'nden mezun oldu. Üniversite yıllarında, çeşitli dergilerde şiir ve hikaye denemeleri yayınlandı.
Sanatçı, askerliğini Eskişehir'de yedek subay olarak tamamladıktan sonra, vatani görevinin ardından bir süre doktorluk yapmak üzere Adana ve çevresinde bulundu.
Yönetmen Halit Refiğ, 1963 yapımı "Şafak Bekçileri" filminin çekimleri sırasında Cüneyt Arkın'ın performansından etkilendi.
Fahrettin Cüreklibatır Halit Refiğ'in teklifi üzerine 1964'te "Gurbet Kuşları" adlı sinema filmiyle oyunculuğa başladı.
Yeniçağ sitesinin İKSV’den aktardığı bir yazıya göre Refiğ, Cüneyt Arkın hakkındaki sözlerini şöyle yazıya dökmüş:
Gurbet Kuşları'ndan sonra Cüneyt Arkın'a genellikle kadın seyirciye hitap eden, romantik genç aşık rolleri verildi. İtiraf etmeliyim ki, günün birinde onu önce Türkiye, sonra dünya çapında ünlendirecek olan 'Malkoçoğlu' ya da 'Dünyayı Kurtaran Adam' gibi kişilikler aklımın ucundan geçmemişti. O, Cüneyt Arkın'ı bizzat kendisi yaratmıştır ve dünya sinema tarihinde bir başka benzeri yoktur. Çok kimseler onun Türkiye'de kalmayı dünya yıldızı olmaya tercih etmesine akıl erdiremeyebilir. Ama o, öncelikle kendini Türkiye'nin güvenliğine ve esenliğine adayan 'Vatandaş Rıza'dır. 'Dünyayı Kurtaran Adam' ise işin şakası, neşemizi bulmak için bir vesiledir."
Ülkü Erakalın'ın yönettiği 1964 yapımı "Gözleri Ömre Bedel" filminin finalindeki kavga sahnesi, sanatçının kariyerinde dönüm noktası oldu.
Cüneyt Arkın, İstanbul'da binicilik ve karate eğitimlerinin yanı sıra Medrano Sirki'nde akrobasi eğitimi de alarak kendini geliştirdi. "Malkoçoğlu" ve "Battalgazi" serilerinde öğrendiklerini beyaz perdeye yansıtarak Türk sinemasında benzersiz bir tarz oluşturdu.
Usta sanatçı, 1964'te ilk evliliğini, kendisi gibi doktor, sınıf arkadaşı Güler Mocan ile yaptı. Çiftin kızları Filiz, 1966'da doğdu. Çift, 1968'de ayrıldı.
Aynı yıl Cüneyt Arkın ismini kullanmaya başladı.
Cüneyt Arkın, 1969 yılında Betül Işıl ile nişanlandı ve bir yıl sonra, 1970'te evlendiler. Ancak, evlilikleri 1971'de sona erdi ve kısa bir süre sonra tekrar evlendiler. Yeniden evlendikten sonra, çiftin Kaan ve Murat isimli iki çocuğu dünyaya geldi.
Sanatçı, 1969 yapımı "İnsanlar Yaşadıkça" filmiyle 6. Antalya Altın Portakal Film Festivali'nde, "En İyi Erkek Oyuncu" seçildi.
"4. Altın Koza Film Festivali" jürisi, 1972'de Yılmaz Güney'in "Baba" filmindeki rolüyle "En İyi Erkek Oyuncu" seçildiğini ilan etti. Ancak siyasi baskılar nedeniyle jüri, Yılmaz Güney'in yerine Cüneyt Arkın'ı "En İyi Erkek Oyuncu" olarak seçti. Bu karara tepki gösteren Arkın, ödülü reddetti.
Sanatçı, Türk milliyetçisi kimliğiyle tanınır ve bir süre siyasetle ilgilendi. 20 Ekim 1991'deki genel seçimlerde, Eskişehir'de Anavatan Partisi'nden 4. sıradan milletvekili adayı oldu, ancak seçilemedi. Ayrıca, İşçi Partisi adına düzenlenen etkinliklere katıldığı bir dönem de oldu.
Cüneyt Arkın, 28 Haziran 2022'de kalbinin durması nedeniyle İstanbul'da kaldırıldığı hastanede 85 yaşında yaşamını yitirdi.
Kariyeri boyunca 300'ü aşkın filmde rol alan Arkın, yönetmenlik ve senaristlik de yaptı. Son olarak 2014'te çekilen "Gulyabani" filminde rol aldı.
