Difficile de résumer en une page l'histoire de ce territoire habité depuis des milliers d'années, comme le prouvent les traces laissées par ses anciens habitants: silex du Néolithique, tertres funéraires datant de 750 ans avant Jésus Christ, restes de tuiles et de vaisselles de l'époque romaine, une nécropole avec dix sept sépultures du Haut Moyen Age au vignoble, un cimetière burgonde dans la région de Crêt Romanel entre Croy, Bofflens et Arnex. Et plus près de nous, le château des Nobles d'Arnay sur Chenau dont il ne reste que quelques fondations enfouies sous terre.

Autrefois, Arnex-sur-Orbe s'appelle Arniaco, Arniacum, Arnei, ou Arnay.Très tôt ce village fit partie de la Terre de Romainmôtier, propriété de ce couvent dont les limites furent fixées par le pape Léon IX en 1049.On dit qu'en 1252 Conon d'Arnay fait donation de tous ses biens et ceux de sa mère au couvent de Romainmôtier et qu'il affranchit les hommes d'Arnay de la mainmorte. Mais en 1049 déjà, Adalbert de Grandson avait fait don au couvent de ses possessions d'Arnex. D'autres donations reçues par les moines prouvent l'existence de vignes dans notre région vers l'an 1000.

Après la conquête bernoise, LL.EE. nouveaux maîtres du pays de Vaud s'emparent des biens du couvent. Arnex fera partie du baillage de Romainmôtier de 1536 à 1798 et verra passer une cinquantaine baillis. Des baillis qui reçoivent chaque automne une corbeille de raisins d'Arnex avant d'autoriser le début des vendanges et qui disposent d'un pressoir au village afin de transformer cens et dîmes payés en raisins, les impôts en nature de l'époque ! Mais des baillis qui obligent aussi les gens d'Arnex à transporter le vin de leur vignoble de Bursins jusqu'en leurs caves de Romainmôtier. Il est arrivé que certains baillis trouvent la région à leur goût, comme Hans Rudolf Horn, bailli de Romainmôtier de 1601 à 1607, qui s'installe dans une maison d'Arnex en 1604. Il en fait une maison de maîtres qui deviendra ce que l'on appelle aujourd'hui le château d'Arnex.

Un château où vont se succéder les familles Imhoff, Kilchberger, Jenner, de Chaillet, Glayre, de Lerber et Morel.

Il faut aussi évoquer la famille Thomasset dont quelques membres ont joué un rôle important. Ainsi, si une demoiselle Thomasset n'avait pas épousé un Monney notaire à Eclépens vers 1600, les Monnier seraient restés au pied du Mormont au lieu de s'installer dans ce village. Et si un André de Laveney n'était pas arrivé comme meunier en 1572, les Lavenex eux non plus ne seraient pas originaires d'Arnex !

Bien avant eux, vers 1400 et peut-être avant, les Gauthey et le Gozel étaient bien là, et ils le sont toujours, contrairement à de nombreuses familles originaires d'Arnex et qui se sont éteintes au cours des ans. Elles ont été remplacées par toutes celles et ceux qui ont choisi de s'établir en ces lieux et qui continuent d'animer la vie de ce village.