Arno Lehmann wurde am 23. Mai 1901 in Dresden geboren. Er stammte aus bescheidenen Verhältnissen und war nach der Schulzeit Schreibgehilfe in zwei Anwaltskanzleien.

Ostern 1919 trat er in das Leipziger Missionsseminar ein, bestand im Frühjahr 1925 das Examen und war Vikar in Corbach. Dort wurde er im selben Jahr ordiniert.

Lehmann lernte Englisch und nahm an einem medizinischen Kurs teil. Am 24. Oktober 1926 wurde er nach Südindien abgeordnet und lernte zunächst in Kodaikanal die Tamil-Sprache. Darauf kam er nach Tranquebar (heute Tharangambadi), wo er am 4. Juni 1928 Gertrud Harstall heiratete. Er siedelte nach Shiyali (heute Sirkazhi) über und wirkte dort an der Zentralschule.

April 1934 traf er auf Heimaturlaub in Deutschland ein und reiste wegen der Nichttropenfähigkeit seiner Frau nicht wieder nach Indien aus.

Im Juli 1935 ernannte man ihn zum Nachfolger Handmanns als Missionsinspektor. 1947 erfolgte die Promotion zum Dr. phil. Lehmann erhielt 1949 eine Professur für Missionswissenschaften in Halle/Saale. Er widmete sich vor allem der Missionsgeschichte, aber auch zum Beispiel der christlichen Kunst fremder Völker. Von 1952 bis 1960 war er Dekan in Halle. Ehrenpromotionen erhielt er von den Universitäten in Jena und St. Louis, USA.

Arno Lehmann verstarb am 21. April 1984 in Halle.