Arnon Milchan est né à Rehovot, en Israël. À la mort de son père, âgé de 21 ans, il hérite de la société fondée par celui-ci et spécialisée dans la production d'engrais et de fertilisants. Il est diplômé de la London School of Economics.
Milchan a été marié une première fois au mannequin français Brigitte Jeanmaire. Après son divorce, il épouse en secondes noces la joueuse de tennis sud-africaine Amanda Coetzer. Arnon Milchan aurait obtenu le renouvellement de son visa américain et la prolongation d’une loi d’exemption fiscale[2].
Il aurait été agent secret pour le compte d'Israël[4]. Selon la biographie non officielle publiée sur lui par les journalistes Meir Doron et Joseph Gelman[5], il aurait été recruté par le Lakam afin d'obtenir un support technologique et du matériel dans le cadre du programme israélien de recherches nucléaires.
Allison Kaplan Sommer, « Hollywood marchand d'armes pour l'Etat hébreu. La télévision israélienne a révélé les liens entre l'univers clinquant du cinéma américain et les ventes d'armes à Israël, y compris dans la nucléaire », Courrier international no 1206, Courrier international S.A., Paris , , p. 41, (ISSN1154-516X), (article original paru dans Haaretz, Tel-Aviv, le ).