El río Arenosillo, también referido en algunas fuentes como arroyo Arenosillo, es un río del sur de la península ibérica perteneciente a la cuenca hidrográfica del Guadalquivir, que discurre en su totalidad por el territorio del nordeste de la provincia de Córdoba (España).
El Arenosillo nace en Sierra Morena, en el término municipal de Cardeña, dentro del parque natural de la Sierra de Cardeña y Montoro.
Discurre en dirección nordeste-suroeste a lo largo de unos 30 km hasta su desembocadura en el embalse de Arenoso, donde confluye con el río Arenoso en el término de Montoro.
Antaño eran famosos los baños de Arenosillo, balneario situado a unos 8 km al norte de la localidad de Montoro.
Pascual Madoz menciona en el Diccionario geográfico-estadístico-histórico de España y sus posesiones de Ultramar que en ellos se trataban enfermedades cutáneas y sifilíticas.