Aperto il 20 gennaio 1982 nel centro storico di Pisa, grazie all'impegno di un gruppo di giovani cinefili che decisero di mettere in piedi un luogo dove fosse possibile proiettare quel cinema impossibile da vedere nelle sale di prima visione, il Cineclub Arsenale è divenuto negli anni un'importante realtà culturale.

Nel 2014 è stato insignito del Premio come Miglior Cinema d'Essai assegnato da Agis-Fice.

Ogni stagione l'Arsenale proietta oltre 220 film e realizza rassegne tematiche, privilegiando all’interno della propria programmazione il cinema di qualità, le opere prime, i classici della storia del cinema, il cinema documentario, quello indipendente e le versioni originali.

Oltre alla regolare programmazione, l'Arsenale offre ai suoi associati numerosi eventi che comprendono incontri con autori e maestranze del cinema, introduzioni ai film da parte di critici e personalità del mondo della cultura, accompagnamenti musicali dal vivo, reading e mostre, e nel tempo ha visto intervenire nomi internazionali del calibro di Pedro Almodovar, Jean-Marie Straub e Margarethe von Trotta, Francesco Rosi, Nanni Loy, Paolo e Vittorio Taviani, Nanni Moretti, Gabriele Salvatores e Marco Bellocchio.

Una grande attenzione viene dedicata alla formazione degli studenti e del giovane pubblico, mediante attività quali il progetto di educazione al linguaggio cinematografico Lanterne Magiche in collaborazione con Fondazione Sistema Toscana, il Premio David Giovani promosso da Agis Scuola e numerose proiezioni didattiche all'interno di matinée.

Il Cineclub vanta collaborazioni prestigiose con numerosi enti, tra i quali importanti università, cineteche, musei d’arte e festival come l'Università di Pisa, la Scuola Normale Superiore, la Scuola Superiore Sant'Anna, il Centro Sperimentale di Cinematografia - Cineteca Nazionale di Roma, il Museo Nazionale del Cinema di Torino, la Cineteca di Bologna, la Fondazione Sistema Toscana, la Fondazione Palazzo Blu ed Internet Festival.