Nikolaj Arcel v roce 2001 dokončil studium na dánské Národní filmové škole.

Arcel je autorem řady scénářů včetně filmové adaptace pro první ze série filmů slavné trilogie Milénium, Muži, kteří nenávidí ženy (2009). Scénář na motivy bestselleru Stiega Larssona mu v roce 2011 vysloužil nominaci na cenu BAFTA.

Jeho celovečerní film Královská aféra, který dle vlastního scénáře i sám režíroval, získal Stříbrného medvěda za nejlepší scénář na mezinárodním filmovém festivalu Berlinale v roce 2012 a v témže roce byl nominován na Oskara za nejlepší cizojazyčný film.