Онеггер родился 10 марта 1892 года в Гавре, в семье коммерсанта, швейцарского гражданина, переехавшего во Францию из Цюриха. В семье были очень сильны протестантские традиции, отнюдь не типичные для католической Франции, но естественные для сурового швейцарского характера. Их с детства впитал в себя мальчик. У него рано проявился музыкальный дар. Семья способствовала его выявлению: мать была неплохой пианисткой-любительницей, особенно увлекавшейся музыкой Бетховена. Отец, обладавший хорошим голосом, больше склонялся к опере.
Артюр начал заниматься музыкой самостоятельно. Сначала его любимым занятием было дирижирование: отец сделал ему набор оркестровых инструментов из картона, и мальчик с увлечением руководил своим оркестром. Особенно нравилась ему скрипка. Отец купил Артюру инструмент, и тот скоро научился играть. Едва умея разбирать ноты, он стал играть с листа сонаты Бетховена, а потом и сочинять собственную музыку — сонаты и трио для двух скрипок и фортепиано, которые исполняет с матерью и другом отца, профессиональным скрипачом.
В Гавре не было своего оперного театра, и приезд гастролирующей труппы был крупным событием. Оперные спектакли «Фауст» и «Гугеноты» Артюр увидел в 9 лет и сразу загорелся идеей написать оперу. Он сам написал либретто и, не умея писать в басовом ключе, всю музыку записывал в скрипичном, сделав примечание — «петь на две октавы ниже».
Видя такое пристрастие сына, отец решил обучать его музыке. В 13 лет мальчик стал заниматься гармонией у церковного органиста и скрипкой у одного из местных музыкантов.
В 1909 году юный Онеггер поступил в консерваторию в Цюрихе, а через 2 года перевелся в Парижскую консерваторию, в класс скрипки Л. Капе. Сначала он продолжал жить у родителей в Гавре и ездил на занятия раз в неделю, потом окончательно перебрался в Париж. Вскоре обнаружилось, что его способности скрипача довольно скромны, и основное внимание Онеггер стал уделять занятиям контрапунктом у А. Жедальжа, композицией, оркестровкой и дирижированием у Ш. М. Видора и В. д'Энди. Занятия прервала первая мировая война. Как швейцарскому подданному, ему с 1914 по 1916 год пришлось нести службу в пограничных войсках Швейцарии. Лишь по окончании войны его занятия продолжились.
В начале 20-х годов музыкант стал членом так называемой «Шестерки» — группы композиторов, в которую кроме него входили Л. Дюрей, Д. Мийо, Ж. Орик, Ф. Пуленк и Ж. Тайфер; их вдохновителем был поэт и художник Жан Кокто. Молодые музыканты отказывались «от приятностей дебюссизма, от всяких иллюзий» и призывали к созданию нового искусства. «Шестеркой» их назвали по аналогии с русской «пятеркой» — Могучей кучкой, хотя это были очень разные творцы, каждый из которых в дальнейшем шел своим собственным путем. Общей для них была жажда обновления. В своих творческих поисках они ориентировались на Стравинского, широко известного во Франции благодаря «Русским сезонам» — гастролям в Париже знаменитой балетной труппы Дягилева, в репертуар которой, наряду с другими произведениями, входили «Жар-птица», «Петрушка» и «Весна священная». В начале 20-х годов в Париже с большим успехом выступал Прокофьев, и хотя он был почти ровесником членов «Шестерки», его могучий талант, совершенно сложившийся к тому времени, также оказал на французских музыкантов сильное воздействие.
Ранние сочинения Онеггера — циклы романсов, симфонический Прелюд к драме Метерлинка «Аглавена и Селизетта», струнный квартет, скрипичная соната и некоторые другие, в отличие от музыки его друзей, носят следы влияния классиков и поздних романтиков. Он не отрицал традиций и проявлял себя музыкантом ищущим, но чуждавшимся крайних взглядов. Если его сотоварищи дерзко провозглашали: «Долой Вагнера! Долой Равеля!», то он утверждал, что «восхищается в вагнеровском творчестве глубокой традицией музыкального искусства, созданной Бахом и Бетховеном».
К 1924 году «Шестерка» распалась. Музыканты, проповедующие крайние взгляды, сгруппировались вокруг Сати. Онеггер же к концу 20-х годов стал центром другого сообщества, в которое входили как композиторы, так и талантливые исполнители, художники, поэты. В эти годы он — автор драматической оратории «Царь Давид», которая была переработана в оперу-ораторию и получила безусловное признание. «Родился новый великий музыкант», — писали газеты. Онеггер стал признанным метром. Многие молодые музыканты обращаются к нему за советами, считают его своим учителем.
В 1926 году композитор женился. Его избранницей стала пианистка и композитор Андре Ворабур, давняя участница Концертов новой молодежи, организованных «Шестеркой». Творчество Онеггера в эти годы очень активно и приносит произведения разных жанров. Это библейская драма «Юдифь», лирическая трагедия «Антигона», балеты «Под водой» и «Роза из металла». В 1930 году он создает Первую симфонию, в следующем — ораторию «Крики мира».
С конца 20-х годов Онеггер все больше посвящает себя концертной, в основном дирижерской деятельности, сначала во Франции, а затем и за рубежом. Его выступления проходят в Риме, Вене, Лондоне, Кельне, Чикаго, Бостоне, Брюсселе. В 1928 году он дал три концерта в Ленинграде, где прозвучали камерные сочинения, а в симфоническом концерте — «Песнь Нигамона», «Гораций-победитель», «Летняя пастораль», ноктюрн из оперы «Юдифь», фортепианное концертино и ставший знаменитым «Пасифик 231» — симфоническая миниатюра, воплотившая стихию безудержного движения, мощь индустриальной техники («Пасифик 231» — название скоростного локомотива).
В 1934 году во Франции возник Народный фронт, объединивший все прогрессивные силы страны. Это было ответом на фашистский путч, организованный в феврале французскими сторонниками Гитлера, пришедшего к власти в Германии в 1933 году. Для поддержки Народного фронта музыканты образовали Народную музыкальную федерацию. Основавшая собственный журнал, федерация пропагандировала идеи народности и демократизма в искусстве, работала над повышением музыкальной культуры народа. Онеггер стал ее активным деятелем. Он сочиняет песни для рабочих самодеятельных хоров, вместе с друзьями создает музыку к массовым празднествам. Так, ему принадлежит марш «Взятие Бастилии» в спектакле «14 июля», состоявшемся в годовщину этого события. Для спектакля «Свобода», поставленного во время Международной выставки 1937 года, композитор пишет прелюдию «На смерть Жореса». Еще одна партитура была написана для авиационного праздника.
Все творчество второй половины 30-х годов проходит у Онеггера под знаком солидарности с Народным фронтом. Как народную патриотическую фреску воспринимали современники и центральное сочинение тех лет — драматическую ораторию «Жанна д'Арк на костре» (1935). Закончив ее, композитор в сотрудничестве с Ж. Ибером пишет оперу «Орленок» по Ростану. После премьеры в Grand Opera критика отмечала, что подобного успеха театр не видел со времен «Кавалера розы» Р. Штрауса.
В 1939 году, после вероломного нападения гитлеровских войск на Польшу, Франция, связанная с ней договором, вступила в войну. Это было началом второй мировой войны, принесшей Европе неисчислимые бедствия. Весной 1940 года фашисты оккупировали большую часть Франции. На фронте и в концлагерях погибли многие музыканты, друзья Онеггера. Он в начале войны эвакуировался на юго-запад страны, оставшийся относительно свободным, но зимой вернулся в Париж. Однако вскоре ему, все еще швейцарскому подданному, гражданину страны, традиционно сохранявшей нейтралитет, удалось выехать в Лозанну. Там он создает радиоспектакли, призванные поддержать дух сражающейся Франции — оперу-ораторию «Кристофор Колумб», радиоспектакль «Биения мира». В 1941 году он создает Вторую симфонию с «Победной песнью» в финале. Исполнить ее в оккупированном Париже было невозможно, но о ней знали. Премьера состоялась сразу после Освобождения, 22 ноября 1944 года под управлением Ш. Мюнша. А в 1941 году тот же Мюнш исполнил ораторию Онеггера «Пляска мертвых», воспринятую публикой как вызов оккупантам. «Огромная толпа энтузиастов стремилась в зал старой консерватории. На какой-то момент жизнь снова приобретала значение, которое она чуть было не утратила», — вспоминал очевидец.