Nació el 13 de junio de 1770 en la ciudad de Reynoso, en la
provincia de Burgos en España, siendo sus padres Francisco Álvarez Arenales y
de María González, viajo de muy joven a América
En 1784 llegó con su familia a Buenos Aires, donde fue
educado para seguir la carrera eclesiástica. Arenales optó por la carrera
militar.
Se casó con el 9 de septiembre de 1795 con Serafina González
de Hoyos, De ese matrimonio surgieron 5 hijos Florentín Antonio Arenales Hoyos
nacido en 1797, José Ildefonso Arenales Hoyos nacido en 1798, María Josefa
Natalia Arenales Hoyos nacido en 1807, Juana Antonia Arenales Hoyos nacida en
1808 y María Mercedes Álvarez de Arenales Hoyos nacida en 1809
Tras concluir sus estudios fue enviado al Alto Perú, donde
formó parte de la Revolución de Chuquisaca del 25 de mayo de 1809, primer
movimiento contra el dominio español llevado a cabo en el Virreinato del Río de
la Plata.
Participó en la creación de la primera Junta que buscó
emanciparse de las autoridades realistas. Arenales se convirtió en dirigente
contra el gobierno colonial y Comandante de las milicias que organizó. Sofocada
la insurrección por parte del monárquico Vicente Nieto, sus tropas se
dispersaron y fue arrestado. Enviado preso a las casamatas del Callao, huyó en
fecha desconocida, llegando en secreto a la ciudad de Salta. Allí se casó con
Serafina de González Hoyos (hija de Bonifacio González de Hoyos y María Martina
de Torres Gaete y Córdoba) y fue nombrado regidor del cabildo. Producida la
invasión realista de 1812, fue nuevamente arrestado.
Luego que Manuel Belgrano, designado general de las
Provincias Unidas del Río de la Plata, obtuviera la decisiva victoria patriota
de la Batalla de Tucumán, el 24 y 25 de septiembre de 1812, el mayor general
Eustoquio Díaz Vélez logró recuperar Salta por unos días y liberó a Arenales,
antes de que el derrotado general Pío Tristánllegara y se apoderara nuevamente
la ciudad. Arenales huyó y se presentó ante Belgrano, quien le reconoció el
grado de coronel. Participó en la batalla de Salta, el 20 de febrero de 1813,
como jefe del estado mayor. Por su brillante desempeño en esta nueva victoria
de las armas revolucionarias, la Asamblea del Año XIII le concedió la
ciudadanía argentina, con residencia en Salta.
Durante la Segunda expedición auxiliadora al Alto Perú
Arenales subió al Alto Perú y fue nombrado gobernador de Cochabamba. Después de
las derrotas de Vilcapugio y Ayohúma, intentó por un tiempo defender su
provincia, pero fue vencido. Sin embargo, ayudó a Ignacio Warnes a resguardar
la provincia de Santa Cruz de la Sierra. Organizó la guerra de guerrillas tan
exitosamente que el general Joaquín de la Pezuela se vio forzado a abandonar
las provincias norteñas argentinas. Fue el comandante de la Republiqueta de
Vallegrande.
Con la victoria en la batalla de La Florida, en que recibió
muchas heridas y casi perdió la vida, aseguró la entrada al Alto Perú del
Ejército del Norte, en su tercer intento por incorporar el Alto Perú a la
revolución, al mando de José Rondeau, y reocupó la ciudad de Cochabamba.
Cuando los patriotas fueron derrotados en Venta y Media,
Rondeau se dirigió a reorganizarse a Cochabamba, donde fue derrotado por
Pezuela en la Batalla de Sipe Sipe, en noviembre de 1815. Arenales intentó
resistir por unas semanas, pero fue derrotado en Samaipata y regresó a Salta.
Allí fue ascendido a general y se enfrentó al caudillo
Martín Miguel de Güemes por la forma en que éste llevaba adelante la Guerra
Gaucha, exitosa estrategia defensiva de defensa de la frontera norte del país,
pero muy costosa para la provincia, en especial para las clases altas.
A mediados de 1817 fue nombrado comandante del ejército
provincial de Córdoba, en lucha casi permanente con pequeños grupos de gauchos
rebeldes; no obtuvo resultados positivos contra los federales.
En 1819 se incorporó al Ejército de los Andes en Chile. El general
José de San Martín lo designó al mando de una división para su Expedición
libertadora del Perú. Tras su arribo a destino se hizo cargo de las dos
importantes campañas a las sierras, para obtener el control sobre esa área
antes que los realistas pudieran utilizarlas como base de operaciones.
Durante la primera campaña logró cuatro victorias en Palpa,
Nazca, Cuesta de Tarma y, la más importante, la batalla de Cerro de Pasco.
Logró tomar varias provincias para los patriotas: Ica, Huamanga, Huánuco, Huancavelica
y Pasco. Los realistas temieron perder contacto con el interior, de modo que
evacuaron Lima, y aunque San Martín lo envió a una segunda campaña a la sierra,
no pudo impedir la retirada del virrey José de la Serna y su ocupación de todo
el interior del país. La última resistencia en esa zona fue la de algunas
guerrillas dirigidas por el futuro caudillo mendocino José Félix Aldao, pero
finalmente tuvo también que retirarse.
Tras la proclamación de la Independencia del Perú, fue
nombrado gobernador de las provincias norteñas del futuro territorio peruano,
donde el gobernador de Trujillo se había pasado a los patriotas. Allí tuvo la
responsabilidad sobre la instrucción de las tropas y la preparación de la
campaña al Ecuador y fue gratificado con el rango de Gran Mariscal. Para seguir
organizando estas tropas pidió ayuda al senado peruano en forma un tanto
descomedida y fue sancionado. Poco antes de la Entrevista de Guayaquil entre
los Libertadores José de San Martín y Simón Bolívar, intentó sin éxito mediar
entre ellos. Decepcionado, se retiró en 1823 a Salta.
El 1 de enero de 1824 fue nombrado gobernador de Salta. Su administración fue ordenada y eficiente, procurando establecer un gobierno liberal en concordancia con el que Bernardino Rivadavia había establecido en Buenos Aires. Al año siguiente hizo una última campaña al Alto Perú, esperando luchar contra el último reducto realista en esas provincias; pero el general Pedro de Olañeta murió asesinado por sus propios soldados, y en definitiva no logró nada. Incluso fracasó en reincorporar a su provincia la región de Tarija, que había sido parte de la misma.
Envió tropas salteñas para colaborar en la Guerra del Brasil, librada entre las Provincias Unidas del Río de la Plata y el Imperio del Brasil a consecuencia de la decisión de la Banda Oriental de reincorporarse como una provincia rioplatense.
Fue reelecto gobernador de su provincia en 1826 y organizó una expedición de reconocimiento del río Bermejo con el objeto de evitar los ataques de los indígenas del Chaco.
Los federales se oponían a su gobierno, y lo acusaban de querer perpetuarse en la gobernación. Ya en el mes de febrero de 1824 había estallado una revolución en su contra, que terminó con el fusilamiento de su cabecilla, el coronel Bernardino Olivera, héroe de la guerra gaucha. En mayo de 1826 fracasó una nueva revolución, pero la de enero de 1827 tuvo más éxito. Arenales envió al coronel Francisco Bedoya —el mismo militar que había derrotado a Francisco Ramírez en su última batalla— a enfrentar a José Ignacio Gorriti, pero éste fue derrotado y muerto en Chicoana, el 7 de febrero. La derrota de las tropas oficialistas ocasionó que Álvarez de Arenales y sus partidarios se exiliaran en Bolivia.
Regresó a su provincia en la época de la guerra civil de 1829 pero no actuó en política. Después de la derrota de los unitarios en la batalla de La Ciudadela, se marchó a Bolivia "a visitar unos parientes".
Falleció en la localidad de Moraya, Bolivia, en 1831, en la casa del coronel José Manuel Pizarro. Fue sepultado allí en el osario común a excepción del cráneo, conservado por el coronel Pizarro y entregado en la ciudad de Buenos Aires a doña María Josefa Arenales de Uriburu, su hija y madre del futuro presidente de la República Argentina, José Evaristo Uriburu. En mayo de 1959 llegaron a Salta sus restos, siendo depositados en el Panteón de las Glorias del Norte, tras cumplirse una emotiva ceremonia cívico militar en la Catedral de Salta.