Arno Penzias urodził się 26 kwietnia 1933 w Monachium, Niemcy.
Penzias jest fizykiem i laureatem nagrody Nobla, znanym ze swojego odkrycia kosmicznego tła mikrofalowego. Uczęszczał do City College w Nowym Jorku, uzyskując tytuł licencjata z fizyki w 1954 roku. Po dwuletnim okresie pracy w Signal Corps amerykańskiej armii zgłosił się na Columbia University, gdzie uzyskał doktorat w 1962 roku. Penzias następnie rozpoczął pracę w Bell Laboratories, gdzie pozostawał przez następne 37 lat. Tam skupił się na radioastronomii i komunikacji satelitarnej. Próbując zmierzyć sygnały radiowe z Drogi Mlecznej za pomocą Holndel Horn Antenna w połowie lat 60., on i inny astronom radiowy Robert Wilson wykryli tajemniczy, izotropowy szum. Sygnał okazał się kosmicznym mikrofalowym tłem, promieniowaniem pozostałym z Wielkiego Wybuchu. Za to odkrycie para otrzymała połowę nagrody Nobla w dziedzinie fizyki z 1978 roku. Penzias kontynuował dalsze odkrycia, napisał ponad 100 artykułów naukowych i otrzymał ponad tuzin patentów.