Ο δήμος Άρνης σχηματίσθηκε με το Βασιλικό Διάταγμα της 1ης (13) Οκτωβρίου 1834 (ΦΕΚ 4/1835) «Περί του σχηματισμού των δήμων του νομού των Κυκλάδων», ως δήμος της επαρχίας Άνδρου. Κατατάχθηκε στη Β' τάξη, με πληθυσμό 1.777 κατοίκους και έδρα την Άρνα (Αρνάς). Ο δημότης ονομάστηκε Αρναίος.

            Στην αρχική σύσταση του δήμου περιλαμβάνονταν τα χωριά: Άρνα ή Αρνάς (1.046 κάτοικοι), Μπαλαίοι (371), Κατάκοιλος (360). Μεταγενέστερα προσαρτήθηκαν τα χωριά: Απροβάτου, Μπατσί, Μονή Ζωοδόχου Πηγής, Ατένη, Ορμος Μπατσί. Με το Βασιλικό Διάταγμα της 1ης (13) Σεπτεμβρίου 1840 (ΦΕΚ 22) «Περί συγχωνεύσεως των δήμων της επαρχίας Άνδρου» καταργήθηκε ο δήμος Άρνης συγχωνευόμενος στο δήμο Γαυρίου.

            Ο δήμος Άρνης ανασυστάθηκε με το Βασιλικό Διάταγμα της 10ης Μαρτίου 1878 (ΦΕΚ 34) αναλαμβάνοντας τα όρια που είχε προ της συγχωνεύσεώς του με το δήμο Γαυρίου το 1840. Κατατάχθηκε στη Β' τάξη, με πληθυσμό 2.343 κατοίκους και την ίδια έδρα.
Με το Βασιλικό Διάταγμα της 23ης Δεκεμβρίου 1880 (ΦΕΚ 130), η έδρα του δήμου Άρνης μεταφέρθηκε από το χωριό Άρνη στην κωμόπολη Μπατσί.

              Το όνομα του δήμου προήλθε από το ομώνυμο χωριό που οφείλει το όνομα του στο Φράγκο φεουδάρχη Αρνά (Arna) του οποίου ήταν «τιμάριον». Η σφραγίδα που καθορίστηκε με το Βασιλικό Διάταγμα της 20ης Ιουνίου 1879 (ΦΕΚ 47) είχε ως έμβλημα «Μαινάδα κρατούσαν θύρσον και χορεύουσαν», γύρω δε τις λέξεις «Δήμος Άρνης».