Doroteo Arnaiz nació en Madrid en 1936. Estudió en la Escuela de Artes Gráficas de Madrid y en la Escuela Nacional de Bellas Artes de París de 1960 a 1968, donde conoció y convivió con los artistas de la época. Años después es nombrado profesor de grabado de la Universidad de París Norte (1971). También fue profesor invitado de la Academia de Bellas Artes de Lieja (1978). Entre 1980 y 1985 fue director de la Calcografía Nacional de Madrid, donde realizó un trabajo de gran mérito.

Fue premiado en diversas manifestaciones internacionales, entre otras las Bienales de París, Lieja y Brest, y ganó la medalla de oro en el XVII Salón de Grabado de Madrid. Ilustró dos importantes poemarios españoles: las Rimas, de Bécquer, con doce grabados en color y Cien sonetos de Amor, de Pablo Neruda, con cien grabados en blanco y negro. Realizó cerca de treinta exposiciones individuales desde 1957, en Madrid, París, Granada, Santander, Washington, Nueva York, Milán, Bilbao, Ámsterdam, etc.  Destacan entre ellas «Crónica de una década» (1965-1975) y «Presencia española en París» (1989). Fundó el Centro de Grabado Contemporáneo (CEGRAC) en A Coruña, donde desarrolla una actividad muy importante en el área del grabado contemporáneo.

En los últimos años realizó retrospectivas de su obra, entre las que cabe destacar las del Museo de Arte Moderno de Bilbao, Museo de Arte Contemporáneo de Madrid, Kiosco Alfonso de A Coruña o el Palacio de las Artes de Brest. Participó en más de doscientas exposiciones colectivas, entre otras las Exposiciones Nacionales de Bellas Artes de Madrid, los Salones de Mayo y Bienal de Grabado de París, la Bienal de São Paulo, la Bienal de Cracovia, la Bienal de Kioto, la Trienal de Nueva Deli, etc. En sus trabajos sobresale la unidad de estilo y de temática. Su obra parte de un expresionismo cercano a la abstracción que es sustituido por una estética próxima al Pop, caracterizada por el uso de una figuración de volúmenes geométricos y claramente definidos.