David Arroyo nació en Talavera de la Reina el 7 de Enero de 1980, es el menor de dos hermanos.
Se inicio en el ciclismo con 13 años, siendo cadete, en el club ciclista Nieves de Parla. Con el cambio de categorías paso por Dormilón y Soliss en la categoría Juvenil, obteniendo su primer triunfo destacado, en la general de la Vuelta a Soria.
Su primera temporada como Amateur la realizo en el equipo gallego, Aguas de Mondariz, al año siguiente, su juventud y sus buenos resultados le llevaron a fichar por Saunier Duval, donde se adjudico con tan solo 20 años el Campeonato de España Sub-23 celebrados en Murcia en el 2000.
Este resultado le dio el paso a la categoría profesional con el equipo ONCE donde permaneció durante tres temporadas dejando sus primeros destellos de calidad, con el 5º puesto en la Vuelta Asturias, 5º en la Vuelta Castilla y León, 7º en el Tour del Porvenir..
El final de su contrato coincidió con el declive de la formación amarilla por lo que decidió emigrar a Portugal al equipo L.A Pecol, este año marco su carrera deportiva ya que apostaba todas sus cartas a la única prueba con repercusión del país vecino, la Volta a Portugal, donde consiguió dos etapas y el 2º puesto en la General, resultado que le sirvió para regresar a España y fichar por uno de los mejores equipos del panorama internacional el Illes Balears, en la actualidad Caisse D'Epargne.
Firmo con ellos por tres años donde confiaron desde el primer momento en sus cualidades como escalador y trabajador, alineándole en el Tour de Francia en su primer año de contrato y consolidándose dentro del equipo como uno de los corredores fijos para la vuelta más importante del mundo por etapas.
En el plano individual su mayor triunfo lo cosecho en 2008 adjudicándose una etapa de la Vuelta Ciclista a España.
En su palmarés figuran 5 victorias muy trabajadas todas ellas, dado que no es un corredor de carreras de un día, teniendo su punto fuerte en las pruebas de tres semanas donde saca a relucir su regularidad que le ha servido para ser 10º en el Giro de 2007 y 11º en el del 2009.