Derya Arbaş, 1968 yılında ABD'de doğdu. Annesi 1965 Türkiye güzeli Zerrin Arbaş, babası ise Apaçi kızılderilisi oyuncu Dehl Berti'ydi. 1974'te annesiyle birlikte Battal Gazi'nin Oğlu filminde rol aldı. 15 yaşında Türkiye'ye gelerek Kuyucaklı Yusuf filminde oynadı. 1985-1986 yıllarında birçok filmde başrol oynadı. Türkiye'de ilk kez geniş kitlelerce tanınması Playmen dergisinin ilk sayı kapak güzeli olmasıyla oldu. Dilan filmini çekerken Ağrı'da tanıştığı Nihat Polat ile gizlice evlendi. Bu evlilikten sonra sinemadan uzaklaştı. Kaliforniya Sanat Enstitüsü'nde resim ve heykel eğitimi aldı. 1989'da kültür farklılığını gerekçe göstererek boşandı. 1991'de babasını kaybetti. 1992'de Rüzgâr Gibi Geçti filminin devamı niteliğindeki Scarlet filminin başrol oyuncusunu seçmek için düzenlenen yarışmada Türkiye birincisi oldu. ABD'deki finallerde ilk üçe girdi. Ancak film iptal edildi ve yerine mini dizi çekildi. Arbaş, Los Angeles'ta sosyetenin partilerinde barmenlik yaptı. 1994'te Türkiye'ye dönerek Atıf Yılmaz'ın Gece, Melek ve Bizim Çocuklar filminde oynadı. 1996'da Çılgın Badiler dizisinde rol aldı. 1997'de ABD'de Hang Your Dog in the Wind filminde oynadı. 2000'lerde Türkiye'ye kesin dönüş yaptı. 2001'de Kerem Alışık ile Günah dizisinde oynadı. Hayatının son dönemlerinde otobiyografik özellikler de barındıran bir roman yazdı.
Derya Arbaş, 16 Ekim 2003'te dedesi Avni Arbaş'ın cenazesine katılmak için ABD'den Türkiye'ye geldi. Cenaze sonrası 20 Ekim'de Los Angeles'taki evine döndü. Türkiye'ye dönmeyi planlayan Arbaş, 15 gün içinde dedesinin evine yerleşecekti. Ancak 22 Ekim'de geçirdiği kalp krizi sonucu hayatını kaybetti. Los Angeles Polis Departmanı tarafından yapılan açıklamada otopsi sonucu kanında uyuşturucu toksinleri bulunduğu söylendi.