Химик-органик.  Создатель Казанской химической школы фосфороргаников - одного из ведущих мировых центров в этой области.
В 1900-1911 гг. работал в Новоалександрийском институте сельского хозяйства и лесоводства (с 1906 г. профессор), в 1911-1930 гг. – профессор Казанского университета, в 1930-1963 гг. – Казанского химико-технологического института.
Впервые в России осуществил синтез аллилметилфенилкарбинола через магнийорганическое соединение. Установил строение фосфористой кислоты, получил в чистом виде ее эфиры, открыл каталитическую изомеризацию средних эфиров фосфористой кислоты в эфиры алкилфосфиновых кислот (перегруппировка Арбузова), ставшую универсальным методом синтеза фосфорорганических соединений.
Положил  начало новой области исследований – химии фосфорорганических соединений со связью Р–С. Открыл реакцию образования свободных радикалов триарилметилового ряда из триарилбромметана. Получил и исследовал эталонный радикал дивинилпикрилгидразил. Разработал новый метод подсочки хвойных деревьев и технику сбора живицы без потери летучих компонентов. Открыл и исследовал новые классы фосфорорганических соединений – производные субфосфорной, пирофосфорной, пирофосфористой и фосфористой кислот. Открыл реакцию присоединения диалкилфосфористых кислот к карбонильной группе, явившуюся новым универсальным методом синтеза фосфорорганических соединений. Установил физиологическую активность ряда открытых им соединений, одни из которых оказались инсектицидами, другие – лекарственными препаратами. Предложил ряд лабораторных приборов (колбы, колонки).

Арбузов А.Е. и др. Способ получения тетраэтилмонотиопирофосфата.
Заявочные материалы на изобретение. 1949 г.
Авторское свидетельство № 97789
© Филиал РГАНТД. Ф.Р-1. Оп. 61-5. Д. 1223. Л. 2, 7