Bobby Robson le hace debutar en Primera División en noviembre del 1996, pero no pasa a formar parte de la plantilla del primer equipo hasta el verano de 1998, en inicio de la segunda temporada con Van Gaal en el banquillo. Después de dos temporadas, en 2001, ficha por el Málaga, donde acabaría colgando las botas a los 10 años.

Producto de la cantera azulgrana, Francesc Arnau pasó del desaparecido Barça C al filial, donde jugó cuatro temporadas. Arnau se pone por primera vez la camiseta del primer equipo en Liga, el 9 de noviembre de 1996, en un partido contra el Atlético de Madrid en el Camp Nou. El resultado final fue de empate a tres. El debut le llega siendo todavía jugador del filial. Arnau pasa a formar parte de la primera plantilla en el segundo año de Louis Van Gaal en el banquillo. Entonces comparte posición con Hesp y Vítor Baía. Al final de aquella campaña se proclama campeón de Liga: la llamada 'Liga del Centenario'. Arnau juega dos temporadas más en el Barça, hasta que en el verano de 2001 ficha por el Málaga. Con el conjunto andaluz disputa diez temporadas, dos de ellas en Segunda División. Finalmente, en 2011 se retira como profesional. Curiosamente, su último partido fue contra el Barça, en la Rosaleda. Los azulgranas se impusieron por 1 a 3.

Palmarés:

1 Liga (1998-1999)