Arnulf was een zoon van Dirk II van West-Frisia en Hildegard van Vlaanderen. Hij trouwde met Lutgardis van Luxemburg, een zuster van de Duitse koning Hendrik II. Dit huwelijk vond plaats in mei 980. Arnulf en Liutgard kregen de drie kinderen:
Dirk III
Siegfried van Holland (985-1030), die huwde met Thetburga (985-)
Adelina van Holland