Артур Сергеевич Смольянинов родился 27 октября 1983 года в Москве. Мама Мария Владимировна — художник, учитель рисования. Крёстный отец Артура — Иван Охлобыстин. Детство и юность провёл в городе Королёв Московской области. У Артура есть ещё два младших брата и сестра.

Путь в мир кино ему открыл Валерий Приёмыхов. Фильм «Кто, если не мы» вышел в 1998 году, а когда проходили съёмки, Артуру было четырнадцать. Встреча с Приемыховым в корне изменила жизнь Артура, развернула её в другую сторону. Этот человек очень много дал подростку. Когда Приемыхова не стало, Артур очень тяжело это пережил. «Кто, если не мы» стал путёвкой в профессию — после этого фильма удача и успех ни на минуту не оставляли молодого актёра.

После законченной экстерном школы в 16 лет с первого захода поступил в РАТИ на актёрское отделение режиссёрского факультета (мастерская Л. Е. Хейфеца) и в 2004 году окончил его, имея за плечами почти десяток работ в кино и на телевидении.

Сразу после удачного кинодебюта в фильме «Кто, если не мы» сыграл в фильме «Триумф». Широкую известность актёру принесла роль Лютого в фильме об афганской войне «Девятая рота».

Артур Смольянинов был принят в группу театра «Современник» в 2006 году. В дипломных спектаклях играл папу в «Семейных ситуациях» Б. Срблянович, Вихорева в «Не в свои сани не садись» А. Н. Островского.

В сегодняшнем репертуаре артиста — Солёный в спектакле «Три сестры» А. П. Чехова, Датский король в «Ещё раз о голом короле» Леонида Филатова, Помпей и Гонец в спектакле «Антоний&Клеопатра. Версия» Олега Богаева и Кирилла Серебренникова по мотивам У. Шекспира, принц Гиальмар в «Мален» Мориса Метерлинка.

Артур Смольянинов входит в совет попечителей фондов «Подари жизнь», организованного Чулпан Хаматовой и Диной Корзун, помогающего детям с онкогематологическими заболеваниями, и «Галчонок», помогающего детям с органическими поражениями центральной нервной системы. Неоднократно принимал участие в благотворительных акциях.

31 августа 2013 года женился на актрисе Дарье Мельниковой.