Tras realizar los primeros estudios y el bachillerato en su ciudad natal y en Xalapa, se trasladó a la ciudad de México para seguir cursos en la Facultad de Filosofía y Letras (ffl) de la Universidad Nacional Autónoma de México (unam). Trabajó en la Imprenta Trueba de Córdoba, Veracruz en los años cuarenta. Su experiencia le permitió laborar como corrector de pruebas en la Oficina Internacional del Trabajo de la Organización de Naciones Unidas (onu) en Ginebra, Suiza. Bajo la dirección de Dámaso Alonso obtuvo el doctorado en Filología Románica en la Universidad Complutense de Madrid (1968). Impartió clases en la Facultad de Filosofía y Letras, de la Universidad Veracruzana (1961-1965). Fue investigador del Centro de Estudios Literarios (cel) de la unam.

Othón Arróniz Báez se destacó en el campo de la investigación histórica y literaria. Sus trabajos se caracterizaron por la acuciosidad, seriedad y rigor, producto de su intensa labor en archivos; estas cualidades le valieron elogiosos comentarios en las principales revistas especializadas de América y Europa. Su tesis doctoral, La influencia italiana en el nacimiento de la comedia española se ocupa de la presencia de dramaturgos españoles en Italia y de la impronta italiana a través de temas y argumentos. Documenta la presencia de compañías de actores italianos en Madrid y resalta sus aportaciones con respecto al empleo de los recursos escénicos. En Teatros y escenarios del Siglo de Oro estudió los espacios teatrales de España y de la Nueva España. En Teatro de evangelización en Nueva España, uno de los estudios pioneros sobre el particular, atiende a los diferentes elementos de la representación: el texto, el decorado y la participación de los actores, que variaban de acuerdo con las distintas órdenes religiosas que auspiciaban la representación. Entre sus trabajos históricos destacan El despertar científico en América –monografía dedicada a la vida de uno de los primeros científicos novohispanos, Diego García del Palacio–, La batalla naval de San Juan de Ulúa y Los Tratados de Córdoba, un par de opúsculos que recuperan episodios claves en la historia de Veracruz. Bitácora sentimental reúne crónicas de viaje, críticas políticas y prosa poética, publicadas originalmente en diferentes diarios nacionales. Yanga, su única obra dramática estrenada, recrea un episodio de la historia de su ciudad natal: la insurrección de los negros cimarrones, encabezada por el protagonista homónimo, pero que fracasa a causa de la traición. El resto de su producción dramática permanece inédita o sin estrenar.