Arno A. Penzias ble født i München til en tysk jødisk familie; han var sønn av Justine (née Eisenreich) og Karl Penzias. Foreldrene drev en lærvarebutikk i München. Hans besteforteldre var kommet til München fra Polrn, og var blant lederne avReichenbachstrassesshul.
Etter hvert som levekårene iNazi-Tyskland ble stadig mer uholdbare for familien, planla de å emigrere til USA. Våren 1939, i en alder av seks år, kunne Arno Penzias og hans yngre bror reise til England på en«Kindertransport». Foreldrene hans fulgte etter litt senere, og familien emigrerte til USA påMV «Georgic» i desember 1939, kort tid etter krigsutbruddet.
Han ble ansatt vedBell Telephone Laboratories i New Jersey. Penzias der gransket sammen med Robert Wilson radioemisjoner fra et plasmaområde rundtMelkeveien og påviste en uniform bakgrunnsstråling som indikerte en gjennomgårndevarmeenergi, som tilsvarer omkring 3K i universet. Utregninger bå grunnlag avbig bang-teorien for opphavet til universet foretatt avGeorge Gamow hadde ment at slike forhold skulle eksistere, og målingene deres ble derfor tatt som ett av de sterkeste beviser for at teorien er riktig.
^Encyclopædia Britannica Online, oppført somArno Penzias, Encyclopædia Britannica Online-IDbiography/Arno-Penzias, besøkt 9. oktober 2017[Hentet fra Wikidata]
^www.aps.org, besøkt 18. februar 2022[Hentet fra Wikidata]
^Le Monde, «Le président de l'observatoire de Paris regrette l'insuffisance des crédits de recherches attribués à l'astronomie», side(r)34, utgitt 16. september 1976[Hentet fra Wikidata]