Campeão do CIV Pre-Moto3 em 2014, o italiano Tony Arbolino seguiu para o FIM CEV Repsol Moto3™ Junior World Championship em 2015 e conquistou sua primeira vitória na categoria no ano seguinte. Depois disso, ingressou no Campeonato Mundial de Moto3™ com a SIC58 Squadra Corse, equipe com a qual já competia no CEV, em um novo projeto rumo ao cenário mundial. Em 2018, mudou-se para a Marinelli Rivacold Snipers, onde seguiu em evolução, conquistando resultados consistentes no top 10, brigando na frente e garantindo suas duas primeiras poles. Em 2019, venceu corridas na Itália e na Holanda, somou cinco pódios e uma sequência de resultados entre os seis primeiros, encerrando a temporada na quarta posição. Em 2020, começou forte com um terceiro lugar no GP da Espanha, e três segundos lugares mantiveram viva a luta pelo título. A vitória veio em Valência, e, com um quinto lugar no GP de Portugal, encerrou sua trajetória na Moto3™ como vice-campeão mundial. Em 2021, subiu para a classe intermediária com a Liqui Moly IntactGP, onde teve dificuldades para encontrar consistência. Quatro resultados no top 10, incluindo um quarto lugar em Le Mans, garantiram sua ida para a Marc VDS em 2022, onde rapidamente se adaptou. Após três resultados consecutivos entre os oito primeiros, conquistou sua primeira vitória na Moto2™ em COTA, adicionando mais duas vitórias na reta final da temporada, na Tailândia e na Malásia. Em 2023, permaneceu na equipe Marc VDS com foco total no título após subir ao pódio nas três primeiras etapas. No entanto, terminou o ano como vice-campeão da Moto2™, mirando 2024 com a Elf Marc VDS Racing Team. Em 2024, conquistou seu primeiro pódio da temporada no GP de Aragão e encerrou o ano na décima posição. Em 2025, buscou novos ares ao se juntar à Pramac Yamaha Moto2™, somando um pódio ao longo da temporada e finalizando o campeonato em 19º, antes de anunciar um novo caminho para o ano seguinte. Para 2026, Arbolino se junta à Fantic Racing, iniciando sua sexta temporada na classe e formando dupla com Barry Baltus.