Nacida en Mineápolis, Minnesota, Dahl era hija de inmigrantes noruegos llamados Idelle Swan y Rudolph Dahl, quién trabajaba como distribuidor de automóviles y ejecutivo.

Dahl se casó seis veces.

Se casó por primera vez con el actor Lex Barker en 1951, quién interpretó a Tarzán en varias películas.

Su segundo esposo fue Fernando Lamas con quien tuvo un hijo, el actor Lorenzo Lamas.

Arlene Dahl murió en Manhattan, Nueva York, el 29 de noviembre de 2021 a los 96 años.