Arne Eggen er i dag mest kjent for sine lyriske romanser og sanger, men han skrev også større verker, bl.a. to operaer.
Eggen tok lærerskoleeksamen ved Notodden seminar 1902. Han avla organisteksamen ved Musikkonservatoriet i Kristiania 1905 etter studier med C. Elling (komposisjon), P. Lindeman (orgel) og C. Johnson (klaver). 1906–07 studerte han ved konservatoriet i Leipzig med S. Krehl i komposisjon og K. Straube i orgel. Deretter ble han ansatt som organist i Bragernes kirke i Drammen, hvor han var frem til 1924, bare avbrutt av studiereiser 1909–10 etter at han hadde fått Statens reisestipend. 1910 debuterte Eggen med en egen komposisjonsaften. Han giftet seg med Engel Gulbranson 1916, men hun døde allerede to år senere. 1924 ble han ansatt som organist i Bryn og Tanum kirker i Vestre Bærum, og var der helt til han døde 1955.
Som komponist står Eggen i den nasjonalromantiske tradisjonen etter Grieg og Svendsen. Sett i lys av 1920- og 1930-årenes nye strømninger var dette en konservativ posisjon, men den hadde et godt feste i det norske musikklivet. I Eggens musikk foregikk en utvikling fra en klar forankring i Grieg-tradisjonen til en mer moderne dissonerende harmonikk. I en moderat form finner neoklassisisimen med sin interesse for barokkens klarhet gjenklang hos kirkemusikeren og Straube-eleven. Det nasjonalromantiske uttrykket blir nedtonet under denne moderniseringen og blir mer en idésfære.
Eggen er i dag mest kjent for sine romanser og sanger, skrevet i en forholdsvis enkel senromantisk stil, der tekstene temamessig er forankret i den nasjonale ideologien rundt århundreskiftet. Han stod i kontakt med kretsen rundt Hulda og Arne Garborg, og flere av sangtekstene er av Garborg og Aasen. En av hans mest kjente sanger er den lett pompøse Ærer det evige forår i livet til tekst av Bjørnson.
I sin samtid var også Eggen kjent for sine store verker, som melodramaet Liti Kjersti fra 1915 med tekst av Hulda Garborg. Hun skrev også teksten til verket Mjøsen for kor, klaver og orkester (1929). Sentralt i Eggens produksjon står to operaer: Olav Liljekrans (1931–40) over Ibsens skuespill, og Cymbelin (1943–48) etter Shakespeares skuespill. Oratoriet Kong Olav med tekst av Olav Gullvåg ble skrevet for en komposisjonskonkurranse i forbindelse med Olavsjubileet 1930. For dette verket mottok han 2. pris. I tillegg har han skrevet en symfoni og en Ciaconna for orgel (1917) som også foreligger i orkesterversjon. Av kammerverker har han to fiolinsonater, en cellosonate og en suite for fiolin og klaver, foruten en del folketonebearbeidelser. Eggen var også en dyktig utøvende organist, med konsertturneer i Norge og Sverige.
Arne Eggen var en sentral person i den unge Norsk komponistforening (stiftet 1917). Den opprivende stipendiestriden 1927 holdt på å splitte foreningen på grunn av motsetningen mellom de eldre, konservative medlemmene og de yngre, mer radikalt orienterte. Eggen ble formann 1928 og fikk den vanskelige oppgaven å sveise foreningen sammen igjen. Han tok personlig initiativet til å få inn flere av sine jevnaldrende kolleger som medlemmer for å oppnå “en større styrkelse av foreningen i kunstnerisk henseende”. Han satt som formann helt til 1945 og gjorde komponistforeningen til en sterk fagforening. For sin innsats ble han utnevnt til æresformann 1945. Han var også sentral i stiftelsen av TONO – komponistenes internasjonale avregningsbyrå, og var en engasjert formann i selskapets tre første år, senere styremedlem 1932–38. Eggen fikk kunstnergasje fra 1934.