1995 TED Ankara Koleji Mezunu olan Arzu Önsal, 1999’da ODTÜ Çevre Mühendisliğinden mezun olmuştur. 1999-2000 döneminde Ziraat Bankacılık Okulu eğitiminin ardından 2001 yılında Devlet Planlama Teşkilatına Uzman Yardımcısı olarak çevre sektöründe göreve başlamış, 2005 yılında DPT Uzmanlığını almıştır.
2003 yılında ODTÜ Çevre Mühendisliğinde, 2011 yılında Chicago Üniversitesi, Harris School’da Kamu Politikası Yüksek Lisans eğitimini tamamlamıştır. ODTÜ Yer Sistem Bilimlerinde iklim ve enerji politikası alanında yürüttüğü doktora eğitimini tez aşamasında durdurmuştur.
DPT ve sonrasında Kalkınma Bakanlığında çevre sektörü uzmanı olarak çevre konusundaki makro plan ve politikaların belirlenmesi, ulusal ve uluslararası politika dokümanlarının hazırlanması, bu alandaki kamu yatırım projelerinin finansmanı, ikili ve çok taraflı uluslararası finansman projelerinin değerlendirilmesi, AB çevre tarama sürecinin müzakereleri, BM Sürdürülebilir Kalkınma Amaçlarının müzakereleri ve iklim değişikliği uluslararası müzakerelerinde yer almıştır.
2018 yılında T.C. Cumhurbaşkanlığı Strateji ve Bütçe Başkanlığında Çevre ve Sürdürülebilir Kalkınma Dairesi Başkanı olarak atanan Önsal, 2019 yılında BM Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları 2. Ulusal Gözden Geçirme Raporunun hazırlıklarını koordine etmiştir. 2021 yılında Sektörler ve Kamu Yatırımları Genel Müdürlüğünde sosyal politikalardan sorumlu Genel Müdür Yardımcısı olarak atanan Önsal, Kasım 2021 yılında Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı- İklim Değişikliği Başkan Yardımcısı olarak görevlendirilmiştir. İklim Değişikliği Başkanlığında Uluslararası Politika ve Müzakereler, Karbon Fiyatlandırma, İklim Finansmanı ve Teşvikler ile Yönetim Hizmetleri Dairelerini koordine ederek Türkiye’de iklim politikasının kurumsal müstakil bir yapı altında koordinasyonunda kurucu rol üstlenmiştir.
Eylül 2023 itibarıyla Cumhurbaşkanlığı Strateji ve Bütçe Başkanlığında Strateji ve Bütçe Uzmanı olarak görevlendirilen Arzu Önsal halihazırda OECD Kapsayıcı Karbon Azaltma Forumu Yönetim Komitesi üyeliği ile ülkemizde sürdürülebilir kalkınma ve yeşil dönüşüm konularındaki bazı danışma kurullarında görev yapmaktadır.