Артур Христианович Артузов родился 18 февраля 1891 года в селе Устиново Кашинского уезда Тверской губернии (ныне Кимрский район Тверской области) в семье швейцарского сыровара (итальянца по национальности) Христиана Фраучи, который приехал в Россию, где занимался выделкой сыра, работая в разных местах. Мать Артура Артузова, Августа Августовна Фраучи (урождённая Дидрикиль), имела латышские и эстонские корни, а один из её дедов был шотландцем. Супруги познакомились и поженились в России. В семье Фраучи было шестеро детей, Артур был старшим.
С детства Артузов был знаком с революционерами-большевиками Михаилом Кедровым и Николаем Подвойским, которые были частыми гостями в доме Фраучи, так как были женаты на сёстрах матери. С 1906 года Артузов участвовал в распространении нелегальной литературы.
В мае 1909 года закончил с золотой медалью Новгородскую классическую мужскую гимназию и поступил на металлургическое отделение Петроградского политехнического института, которое с отличием закончил в феврале 1917 года, после чего работал инженером-проектировщиком в Металлургическом бюро профессора Владимира Грум-Гржимайло.
В органах госбезопасности
В августе 1917 года после возвращения из командировки в Нижний Тагил принял решение оставить профессию инженера-проектировщика и до декабря 1917 года работал в Управлении по демобилизации армии и флота. В декабре 1917 года вступил в ряды РСДРП(б). С декабря 1917 по март 1918 года работал секретарем Ревизионной комиссии наркомата по военным делам в Вологде и Архангельске, а с марта по август 1918 года был начальником партизанского отряда призывников на Северном фронте. Далее последовательно занимал должности начальника военно-осведомительного бюро Московского военного округа и начальника активной части отдела Военконтроля Реввоенсовета республики.
В январе 1919 года Артузов был назначен на должность особоуполномоченного Особого отдела ВЧК, затем последовательно занимал должности заведующего Оперативным отделом Управления Особого отдела ВЧК, с января 1921 г. — помощника начальника Особого отдела ВЧК, с июля того же года — заместителя начальника Особого отдела ВЧК — ОГПУ РСФСР. «С 1920 г. на правах члена Коллегии (по внутричекистским вопросам)», — писал Артузов в автобиографии. Летом 1920 г. ездил на Западный фронт с широкими полномочиями (право контроля работы особых отделов фронта и армий).
18 июля 1921 года президиумом ВЦИК А. Х. Артузов был награждён орденом Красного Знамени.
В июле 1922 года Артузов был назначен начальником новосозданного Контрразведывательного отдела (КРО) Секретно-оперативного управления (СОУ) ГПУ/ОГПУ. Возглавляя КРО, Артузов руководил крупными операциями «Трест» и «Синдикат-2», а также несколькими десятками других менее известных. В ходе операции «Трест», длившейся с 1922 по 1927 год, была полностью скована разведывательно-подрывная деятельность белоэмигрантских объединений на территории СССР. В результате операции «Синдикат-2» был арестован руководитель антисоветской эмигрантской организации «Народный союз защиты родины и свободы» Борис Савинков. Ещё одним успехом Артузова стал арест в 1925 году Сиднея Рейли. Артузов был инициатором и непосредственным разработчиком операции «Тарантелла».
Летом 1927 г. Артузов был назначен по совместительству 2-м помощником начальника Секретно-оперативного управления ОГПУ Генриха Ягоды, а уже через 4 месяца, в ноябре, он был освобожден от работы в КРО. Работал в СОУ ОГПУ.
1 января 1930 года Артузов был назначен на должность заместителя начальника ИНО ОГПУ СССР, а 1 августа 1931 года — на должность начальника ИНО и члена коллегии ОГПУ СССР. За время командования Артузовым ИНО ОГПУ провёл десятки операций, в ходе которых были задействованы десятки кадровых сотрудников и сотни агентов. Важным направлением работы советской разведки было германское направление. Сотрудниками Артузова была создана агентурная сеть, поставлявшая советскому руководству ценные сведения о происходивших событиях в пришедшей к власти Национал-социалистической партии Германии, а также о деятельности ряда государственных органов и специальных служб. Во время работы Артузова в Иностранном отделе ОГПУ на советскую разведку работали знаменитые разведчики-нелегалы Фёдор Карин, Арнольд Дейч, Теодор Малли, Дмитрий Быстролетов и другие.
В мае 1934 года Артузов был назначен по совместительству на должность заместителя начальника IV (разведывательного) управления Штаба РККА. До этого назначения у начальника IV управления Яна Берзина не было официального первого заместителя, а только помощники. Артузов при назначении оговорил право взять с собой туда ряд сотрудников ИНО ОГПУ, в числе которых наиболее видными указывают Карина и Штейнбрюка, среди остальных Борис Эльман и др.).
В мае 1935 года Артузов был освобожден от обязанностей начальника ИНО ГУГБ НКВД СССР и полностью сосредоточился на работе в Разведывательном управлении Штаба РККА. Колпакиди и Прохоров отмечают, что переход Артузова с группой сотрудников в Разведупр означал ослабление ИНО ОГПУ и связывают это с изменениями внешнеполитической обстановки (сближением Германии и Польши, позицией Японии), почему «значение военной разведки резко возрастало». Под руководством Артузова работали такие знаменитые разведчики как Шандор Радо, Рихард Зорге, Ян Черняк, Рудольф Гернштадт, Хаджи-Умар Мамсуров.
21 ноября 1935 года Артуру Христиановичу Артузову было присвоено звание корпусной комиссар.
11 января 1937 года Артузов был освобождён от работы в Разведупре и направлен на работу в НКВД, где был назначен на должность научного сотрудника в архивный отдел. Б. И. Гудзь вспоминал:
Артузов сидел в маленькой комнатке, где помещались стол, заваленный делами, и два стула, грустно сказал: «Вот, поручили мне писать историю органов госбезопасности. Дело нужное, и лучше меня это никто не сделает».
«Кто виноват — Обвиняются в шпионаже»
Арестован 13 мая 1937 года при исполнении служебных обязанностей. Обвинён в участии в контрреволюционной заговорщической организации внутри НКВД. Приказом народного комиссара внутренних дел СССР Николая Ежова № 1138 от 8 июля 1937 года уволен с ранее занимаемой должности и со службы вообще. 21 августа 1937 года приговорён к высшей мере наказания «в особом порядке». Казнён в тот же день. 7 марта 1956 года реабилитирован посмертно.
Артур Артузов был одним из персонажей романа советского писателя Л. В. Никулина «Мёртвая зыбь», повествующем о чекистской операции «Трест». Роль Артура Христиановича в фильме «Операция «Трест», поставленном в 1967 году по этому роману, сыграл Армен Джигарханян, а в двухсерийном историко-революционном советско-польском фильме «Крах операции «Террор», поставленному по сценарию Юлиана Семёнова и вышедшему на экраны в 1980 году — Артём Карапетян. Представлен одним из главных героев в фантастическом романе Василия Кононюка «Я — меч, я — пламя!»