Han ble født 16.10.1936 og var sønn av lektor Knut Brundtland og lektor Else Ragnhild Hoel.
Var statsviter, forsker med sikkerhetspolitikk og våpenkontroll som fagfelt. Jobbet ved Norsk utenrikspolitisk institutt.
Giftet seg i 1960 med Gro Harlem, de fikk fire barn.
I januar 2006 ble Arne Olav rammet av hjerneslag og han døde på Diakonihjemmet sykehus 07.06.2024