アーノルドは民兵隊長として戦争を始めた。 レキシントンとコンコードでの戦いの後、彼の隊はコネチカット州からボストンに向けて北東に進軍した。 1775年5月10日、アーノルドは開拓者イーサン・アレンと協力して、ニューヨークのタイコンデロガ砦を占領した。
1775年6月27日、大陸議会はアーノルドの働きかけもあって、ケベックへの侵攻を承認した。 しかし、議会はフィリップ・スカイラー将軍に指揮権を与えた。 アーノルドは見送られたが、納得はしなかった。 彼は、ジョージ・ワシントン将軍に、荒野のルートを経由して攻撃する第二次カナダ侵攻作戦を提案した。 この不運な作戦は当初から問題を抱えていた。計画の発覚、悪天候、タイミングの悪さなどにより、戦いは失敗に終わった。 序盤、アーノルドは足に重傷を負い、戦場から運び出された。
さらに、アーノルドは分裂した人物であったことも判明した。 1776年のシャンプレイン湖の戦いや1777年10月のサラトガの戦いなどで勇敢に戦ったものの、上官を含む多くの敵を作ってしまったのです。 彼は、自分が正当な評価を受けていないと感じることが多く、その年の終わりには、大陸軍から辞任すると脅していた。 1778年の春、イギリスがフィラデルフィアから撤退すると、ワシントンはアーノルドをフィラデルフィアの軍司令官に任命した。
フィラデルフィアでの司令官時代、アーノルドは20歳年下のペギー・シッペン（忠誠派シンパの娘）と出会い、結婚した。 この結婚により、彼は社会的地位を得たが、それに見合うだけの富は得られなかった。 借金をしてまで贅沢な暮らしをしていた彼は、そのライフスタイルが大陸議会の注目を集めました。 1779年5月、彼は告発され、軍法会議にかけられた。 彼はほとんどの罪を免れ、ワシントン将軍から軽い叱責を受けました。
シッペンは、イギリス占領下でイギリス人のジョン・アンドレ少佐と出会い、戦線を越えてイギリス人兵士と連絡を取り合う方法を編み出していた。 アーノルドとアンドレは、時にはシッペンを介して文通を始めた。 翌年の夏には、アーノルドは部隊の位置や補給基地の位置をイギリス側に伝えていた。
アーノルドは、1780年8月にウェストポイントの指揮官に就任すると、さらに機密情報にアクセスできるようになりました。
アーノルドは、1780年8月にウェストポイントの指揮官に就任すると、さらに多くの機密情報を入手し、必要な修理を命じず、物資を使い果たすなど、組織的に砦の防御力を弱めていきました。 それと同時に、アーノルドは個人的な資産をコネチカット州からイギリスに移し始めました。
アーノルドとアンドレは、1780年9月21日に直接会って作戦を話し合った。
アーノルドとアンドレは、1780年9月21日に直接会って作戦を話し合った。その数日後、アンドレはウェストポイント降伏計画におけるアーノルドの役割を明らかにする書類を持って捕らえられた。 この証拠はワシントン将軍に送られた。
アンドレが捕まったことを知ったアーノルドは、川を下ってイギリス軍の戦線を越えて逃亡した。 アンドレは10月2日にニューヨークのタッパンで絞首刑にされた。 ワシントンは、アーノルドを捕らえるためにニューヨークに兵を送ったが、その努力は実を結ばなかった。 アーノルドの反逆は、パトリオットの低下した士気を再び高めることで、低迷していたアメリカの戦争に実際に役立った。