Il primissimo nucleo abitato di Arzachena nasce nel 1716, intorno alla piccola chiesa campestre di Santa Maria di Arzaghena. La piccola frazione fu voluta dal governo sabaudo (per volontà di Carlo Emanuele, Vittorio Amedeo III di Savoia e del Vescovo Mons. Francesco Guiso) che tentava in questo modo il ripopolamento della Gallura e l'assoggettamento dei galluresi, gente poco mansueta e per niente disposta a piegare la testa di fronte allo straniero.
A cavallo tra il 1774 e il 1776 la chiesa principale del paese cambiò nome e divenne Santa Maria Maggiore, intorno ad essa il paese si ingrandì a vista d'occhio.
Verso la fine dell'Ottocento, Arzachena comincia a crescere anche dal punto di vista economico ma questa sua espansione è molto limitata dall'isolamento: Tempio Pausania, il suo capoluogo, dista ben 42 km e Terranova (Olbia) e Palau non erano raggiungibili agevolmente. Per complicare le cose il porto più vicino era quello di La Maddalena.

Il 1909 per Arzachena (che conta già 853 abitanti!) è l'anno della svolta, infatti si costituisce il Comitato pro-autonomia (da Tempio Pausania) guidato dal giovane maestro elementare Michele Ruzittu e animato dagli arzachenesi più ricchi e più in vista: proprietari di terre, imprenditori agricoli, commercianti di esportazione, negozianti ed artigiani.
L'autonomia arriverà soltanto il 4 febbraio 1922 dopo 13 anni di durissime lotte; il nuovo comune presenta una superficie di circa 24 mila ettari e una popolazione di quasi tre mila abitantiNel 1920, anche a quei tempi, la burocrazia, cambia il nome del paese, Arzaghena nell'attuale "Arzachena".
L'autonomia del comune è un caso unico perché si realizza in pieno periodo fascista, quando le tendenze di autogoverno erano solo un'utopia e l'autorità centrale tendeva a rafforzarsi sempre di più.
Anche il 1926 è un anno importante poiché viene costruita la strada Olbia-Palau che pone fine al proverbiale isolamento gallurese.

Arzachena probabilmente nasce già in epoca preistorica anche se le prime notizie su questo centro abitato risalgono all'età pre-romanica. In età romana si chiamava Turublum Minor (o Minus) e su questo periodo storico abbiamo pochissime notizie. Il piccolo borgo trasformò il suo nome in Arsaquena o Arsaquen nell'età dei giudicati, quando contava 100/150 abitanti. Il Trecento fu un secolo durissimo per il paese che vide lo sbarco degli aragonesi e le guerre contro i giudici di Arborea, cinque epidemie di peste, la malaria e le invasioni barbaresche.
Nel 1500 Arsaquena, capitale della curatoria medievale di Unale, era quasi completamente spopolata soprattutto a causa della terribile pestilenza del 1375-1376.
Tutta la fascia della Gallura costiera rimase semi-deserta per alcuni secoli.
Soltanto all'inizio del Settecento cominciò il ripopolamento grazie alla nascita degli "stazzi", insediamenti di campagna paragonabili alle moderne fattorie, dove le famiglie vivevano dedite all'allevamento e alla coltivazione dei campi.