Con tan solo trece años, ingresa en la Escuela de Artes y Oficios de Bilbao, y a partir de1893 en la de Valladolid, donde se traslada junto a su familia. Hijo de un ferroviario, alterna sus estudios artísticos con el trabajo como ordenanaza en una editorial, lo que le va a permitir tomar contacto directo con las técnicas del grabado y la litografía. 1897, es el año de su traslado a Madrid, donde prosigue sus estudios en la Escuela Superior de San Fernando, mientras realiza diferentes trabajos para poder mantenerse y pagar los estudios, desde litógrafo hasta comparsa en el Teatro Real.

Aquejado de una enfermedad, decide regresar junto a su familia y una vez reestablecido, gana la beca de estudios para las Bellas Artes que concede la diputación de Bilbao. Los primeros años de siglo son intensos para Arteta que viaja a Bélgica, Italia y París, ciudad esta última donde realiza su primera exposición en la sala Delclaux. De regreso a España, en 1911 funda la Asociación de Artistas Vascos, organismo que desde este momento será de gran importancia para el desarrollo del arte en el País Vasco. Afiliado a U.G.T y al Partido Socialista, hacia 1917 su pintura se torna crítica, oscura y con una gran carga social, pintando los barrios mas desfavorecidos y sus habitantes. Su carrera se torna internacional, estando presente en la Exposición de Arte Español en París de 1919 o la de Londres en 1920.

Entre los años 1921 y 1923 acomete la realización de los doce frescos para el Banco de Bilbao, hecho que le consagra como uno de los grades muralistas y le lleva a ser nombrado en 1924, director del Museo de Arte Contemporáneo de la misma ciudad. Ganador de la Primera Medalla de la Exposición Nacional de Bellas Artes en 1932, la Guerra Civil le obliga a abandonar España y trasladarse a México, donde permanecerá hasta su muerte a causa de un accidente de tranvía en 1940.