Il fréquente une école paroissiale jusqu'à l'âge de 13 ans, d'où il est renvoyé pour avoir lu de la Littérature gay[2]. Arenal étudie ensuite l'ingénierie mécanique pendant deux ans, puis émigre à Los Angeles, aux États-Unis, en 1924, où il étudie l'architecture tout en travaillant comme laveur de bidons d'essence. En 1926, il retourne au Mexique et travaille comme traducteur dans un bureau de publicité[1],[3].
Lorsque David Alfaro Siqueiros arrive à Los Angeles en 1932, il travaille avec lui sur des peintures murales à la Chouinard Art Institute, en particulier sur une fresque sur ciment intitulée La América Tropical (L'Amérique tropicale). À cette époque, il est également membre d'un groupe appelé les Mural Block Painters (Peintres de blocs muraux) avec Abel Villard, Jackson Pollock, Dean Cornwell, Radich[Qui ?] et d'autres peintres américains[2],[3],[4].
En 1933, il retourne au Mexique, où son œuvre prend une tournure plus politique. Il devient d'abord le président d'un groupe appelé la Liga Mexicana contra la Guerra y el Fascismo (Ligue mexicaine contre la guerre et le fascisme)[2]. En 1934, il est membre fondateur et premier secrétaire de la Ligue des écrivains et artistes révolutionnaires(es)[1],[5]. Il travaille à la propagande contre la guerre et le fascisme et au soutien du communisme, en fondant le magazine Frente a Frente (Front contre Front) du groupe en 1935 avec Juan de la Cabada(es)[1],[5].
Arenal est politiquement actif dans la promotion des causes sociales et du communisme. Il se rend avec Roberto Berdecio en tant que délégué au premier congrès des artistes américains à New York en 1936. Il y reste jusqu'en 1937, peignant des peintures murales au centre hospitalier de Bellevue et exposant ses œuvres[2].
De 1937 à la majeure partie des années 1940, il réalise plusieurs peintures murales et autres œuvres monumentales. En 1937, il travaille avec Siqueiros sur les peintures murales Retrato de la burguesía (Portrait de la bourgeoisie) et La Marcha de la Humanidad(es) (La marche de l'humanité)[3]. En 1939-1940, il travaille sur la peinture murale du Sindicato Mexicano de Electricistas, avec Josep Renau, Antonio Pujol(en), Antonio Rodríguez Luna et Miguel Prieto Anguita(es)[5].
La même année, il participe à l'attaque de Siqueiros sur la maison de Leon Trotsky à Coyoacán, fomentée depuis le Taller de Gráfica Popular, ce qui le force à s'exiler un temps[4].
De 1944 à 1945, il crée deux sculptures, l'une en pierre et l'autre en béton, pour compléter une peinture murale de Siqueiros au Centro de Arte Moderno de Mexico, intitulée Cuauhtémoc contra el mito[2],[3]. Entre 1946 et 1947, il travaille sur des projets de construction dans l'État de Guerrero. Dans cet État, il crée un monument à Cuetzala del Progreso ; en 1948, il crée une peinture murale sur des panneaux d'isorel pour une école rurale à Arcelia[2] et il peint l'escalier du palais du gouvernement de l'État de Guerrero de 1949 à 1952[5],[4].
En 1946, il épouse Macrina Rabadán Santana, une enseignante, dirigeante politique et féministe, avec qui il n'a pas d'enfants[2].
En 1949, il devient le rédacteur en chef et le graphiste d'un magazine nouvellement créé intitulé 1945-1946. La même année, il produit également les gravures d'un livre intitulé Estampas de Guerrero (Estampes de Guerrero).[réf. souhaitée]
La production artistique de Luis Arenal Bastar comprend des gravures sur bois, des lithographies, des peintures et des sculptures[1].
Il est l'un des plus importants défenseurs du réalisme social(es) promu par le muralisme mexicain[4]. Protagoniste et témoin des événements qu'il dépeint, il laisse sa passion idéologique l'éloigner d'une expression plus libre et plus substantielle sur le plan graphique[1].