Родился в Тбилиси в 1932 г. Окончив Московский Интитут Востоковедения в 1954 г., тогда же поступил в аспирантуру Института этнографии (ныне институт этнологии и антропологии РАН) и, окончив ее, стал научным сотрудником этого института (с 1957 г.), где и продолжает работать ныне, с 1985 года в должности заведующего отделом народов Кавказа. Кандидатская диссертация «Древний воточноазиатский и айнский компоненты в этногенезе японцев» защищена в 1962 г., докторская «Процессы изменения и развития в современной бытовой японской культуре» в 1970 г. Избран чл.-корр. РАН в 1990 г.

С.А. Арутюнов вел этнографическую полевую работу в Японии, Вьетнаме, Индии, в разных районах Крайнего Севера и Сибири (но более всего на Чукотке), на Кавказе (более всего в Армении), поводя в поле с 1958 по 1988 год практически ежегодно по крайней мере один, а нередко и два полевых сезона (летний и зимний). Собранный им огромный полевой этнографический и археологический материал лег в основу ряда монографий, посвященных современной культуре народа айнов, археологии и этнической истории чукчей и эскимосов, сельской бытовой культуре армян и другим темам. Итоги своих теоретических размышлений о закономерностях развития народной культуры. С.А. Арутюнов опубликовал в книге «Народы и культуры: развитие и взаимодействие» (М., 1989). Обобщающий взгляд С.А. Арутюнова на предмет и задача этнологии и культурной антропологии изложен им в книге «Культурная антропология» (М., 2004), написанный совместно с С.И. Рыжаковой. В этой книге он свел воедино материалы многочисленных спецкурсов, читавшихся им в 1970-е – 2000-е годы в МГУ и многих университетах Европы, Америки и Японии (Кэмбридж, Берн, Питтсбург, Джорджтаун, Стэнфорд, Беркли, Саппоро и др.). Всего С.А. Арутюновым опубликовано более 400 статей, докладов и рецензий, 15 книг (единолично и в соавторстве). Три из них в дополненном и расширенном виде переизданы за рубежом – в Польше, США, Японии. В настоящее время С.А. Арутюнов продолжает работу над созданием учебных пособий, изучает проблемы формационного и цивилизационного подхода к истории, проблемы глобализации и парохиализации культуры.

Автор более 490 публикаций, в том числе:

• Современный быт японцев. М., 1968. 230 с.
• Старые и новые боги Японии. М., 1968. 200 с. (в соавт. с Г. Е. Светловым). Пер. на польский яз.:Starzy i nowi bogowie Japonii. Warszawa, 1973. 206 p.
• Древние культуры азиатских эскимосов. М., 1969. 206 с. (в соавт. с Д. А. Сергеевым).
• Проблемы этнической истории Берингоморья. М., .1975. 240 с. (в соавт. с Д. А. Сергеевым).
• Палеометалл северо-западной части Тихого океана. Владивосток, 1982. 104 с. (в соавт. с А. В. Александровым, Д. Л. Бродянским).
• Китовая аллея (древности островов пролива Сенявина). М., 1982. 176 с. (в соавт. с И. И. Крупником, М. А. Членовым).
• У берегов Ледовитого океана. М., 1984. 190 с.
• Святые реликвии: миф и действительность. М., 1987. 110 с. (в соавт. с Н. Л. Жуковской).
• В краю гор, садов и виноградников. М., 1987. 264 с. (в соавт. с В. П. Кобычевым).
• Народы и культуры: развитие и взаимодействие. М., 1989. 250 с.
• Япония: народ и культура. М., 1991. 64 с. (в соавт. с Р. Ш. Джарылгасиновой).
• Perspectives on Ethnicity. Hague, Paris, 1978. 458 р. Член ред.; авторство: «Введение». С. 10—13 (в соавт. с Ю. В. Бромлеем).
• Культура жизнеобеспечения и этнос. Ереван, 1983. 320 с. Член ред.; авторство: «Культура жизнеобеспечения в этнических системах». С. 53—60; «Система питания». С. 189—206; «Общие выводы». С. 254—270; «Заключение». С. 271—287 (в соавт. с Э. С. Маркаряном).
• Этнография питания народов стран Зарубежной Азии. М., 1981. 256 с. Отв. ред.; авторство: «Введение». С. 3—17; «Япония». С. 157—170; «Заключение». С. 232—250.
• Свод этнографических понятий и терминов. Материальная культура. М., 1989. 220 с. Член ред.; авторство: «Введение». С. 5—14; «Абак». С. 15; «Напитки». С. 84—86; «Пища». С. 134—138; «Яды». С. 216.
• Истоки формирования современного населения Южной Азии. М., 1990, 410 с. Отв. ред.; авторство: «Введение». С. 3—8; «Этногенетическая интерпретация расогенетического анализа». С. 365—404; «Заключение». С. 405—408.
• Древнейший народ Японии: судьбы племени айнов. М., Наука, 1993. 210 с. (в соавт. с В.Г. Щебеньковым).
• Народы Кавказа. Антропология, лингвистика, хозяйство (в соавт. с М.Г Абдушелишвили., Б.А. Калоевым.) М., 1994.
• Народы Кавказа (книга 4). Материальная культура. Пища и жилище. М., 1995. (В соавт. с Г.А.Сергеевой, В.П. Кобычевым).
• Культуры, традиции, их развитие и взаимодействие. Люистон, 2002. Изд-во Эдвин Меллен Пресс. 386 с.(на русс. яз.)
• Культурная антропология. М.: Весь мир, 2004. 216 с. (в соавт. с С.И. Рыжаковой).

Список работ С.А. Арутюнова см.: Этнографическое обозрение. 1992. № 3; 2002. № 2