Фамилия Арнольдт — редкий для России случай, когда фамилию принесли не из Западной Европы в XVIII–XIX веках, а гораздо раньше, и не через дворянство, а через немецких переселенцев-ремесленников. В основе лежит личное имя Арнольд (нем. Arnold), которое состоит из двух древнегерманских корней: arn — «орёл» и wald — «власть, сила». Таким образом, Арнольд — «властвующий, как орёл» или «сильный орёл». Фамилия образована добавлением к имени типичного немецкого суффикса -t, который в данном случае указывает на принадлежность или происхождение (буквально «сын Арнольда» или «из рода Арнольдов»). В немецкой ономастике такая модель с конечным -t (Arnoldt, Reinholdt) считается архаичной и характерна для северных и восточных регионов Германии, откуда в Россию приезжали мастера.

В России фамилия Арнольдт закрепилась в основном среди обрусевших немцев, в первую очередь в Поволжье, Петербурге и на юге Украины. В отличие от фамилий на -ов или -ин, её не меняли по русскому образцу, и она сохранила оригинальное немецкое окончание. Встречаются варианты написания с одной «т» (Арнольд), но двойное «дт» — более старая орфографическая форма, передающая немецкое произношение с твёрдым приступом. Социально носители фамилии — это, как правило, потомки колонистов, приглашённых Екатериной II, или городские ремесленники: пекари, слесари, аптекари. Дворянских корней у фамилии почти нет — в России Арнольдты не входили в табель о рангах и не имели герба, в отличие от однокоренной фамилии Арнольди.

Если сравнивать с похожими фамилиями, то Арнольдт стоит в одном ряду с Рейнгольдт, Бергольдт — это всё северонемецкие патронимы, которые в XIX веке часто русифицировали, отбрасывая конечное -т (так появились Арнольдов, Рейнгольдов). Но сама фамилия Арнольдт устоялась именно в «немецком» виде, что говорит о компактном проживании и сохранении языка в среде носителей как минимум до начала XX века.