На любительском уровне принимал участие в молодёжном чемпионате мира в Перу в 1990 году, проиграв в первом же бою пуэрториканцу Джильберто Отеро (22:22+). Статистка ударов того боя – 119:122. Входил в состав национальной сборной Канады для отбора на Олимпиаду 1992 года, однако в 1991 году отказался от продолжения любительской карьеры. Дебютировал в июне 1991 года. Профессиональную карьеру начал 10 июня 1991 года, победив в третьем раунде техническим нокаутом Хосе Гонсалеса. Сначала выступал во 2-м полулегком весе. Благодаря своему архиагрессивному стилю сразу же завоевал любовь публики.
В декабре 1995 года отобрал чемпионский титул IBF во 2-м полулегком весе у Трейси Харриса Паттерсона.
В марте 1996 года Артуро Гатти встретился с Уилсоном Родригесем. В середине 2-го раунда Родригес провёл правый кросс в челюсть противника, после чего добавил ещё двойку — левый хук и правый. Гатти опустился на канвас. Он поднялся на счёт 3. Родригес попытался добить чемпиона, но Гатти отвечал. Оставшееся время до конца раунда прошло в размене. В середине 5-го раунда Гатти выбросил левый хук ниже пояса. Рефери снял с чемпиона за это очко. В конце 5-го раунда Гатти выбросил левый хук в печень претендента. Родригес опустился на канвас. Он поднялся на счёт 8. Гатти бросился его добивать. Родригес ответил ему зрелищной серией хуков в челюсть. В конце 6-го раунда Гатти пробил левый хук в челюсть противника, и тот рухнул на канвас. Родригес лежал на полу больше минуты.
В феврале 1997 года вновь одолел Трейси Харриса Паттеросона.
В октябре 1997 года Гатти в 5-м раунде нокаутировал Габриэля Руэласа. После этого он оставил чемпионский пояс и поднялся на категорию выше — в легкий вес.
В январе 1998 года Гатти в 8-м раунде был нокаутирован Анхелем Манфреди.
В августе 1998 года состоялся бой Артуро Гатти и Айвена Робинсона. Бой получился очень упорным и зрелищным. Раздельным решением судей победил Робинсон. Поединок получил статус «Бой года» и «Апсет года» по версии журнала «Ринг».
В декабре 1998 состоялся реванш между Гатти и Робинсоном. В не менее упорном бою победу единогласным решением вновь получил Робинсон. Гатти потерпел 3-е поражение подряд. После этого Гатти перешёл в 1-й полусредний вес.
В марте 2001 года Гатти встретился с Оскаром Де Ла Хойей. Де Ла Хойя имел подавляющее преимущество в бою. В конце 1-го раунда Де Ла Хойя провел серию в голову. Гатти отошёл к канатам. Де Ла Хойя провел ещё одну серию, и левым хуком в челюсть послал противника в нокдаун. Гатти встал на счет 7. Де Ла Хойя бросился добивать противника, но Гатти достоял до гонга. В середине 5-го раунда Де Ла Хойя начал бить на выбор — серия в голову, серия в корпус, снова серия в голову и снова серия в корпус. Угол Гатти просигнализировал о желании остановить поединок, и рефери прекратил бой.
В мае 2002 года в Ункасвиле состоялся первый бой знаменитой трилогии между Гатти и Микки Уордом. В зрелищном бою Уорду присудили спорную победу большинством голосов.
В ноябре 2002 года состоялся 2-й бой между Гатти и Уордом. На этот раз победу получил Гатти.
В июне 2003 года состоялся 3-й бой между Гатти и Уордом. Гатти вновь был сильнее и победил по очкам.
В январе 2004 года состоялся бой между Артуро Гатти и небитым Джанлукой Бранко за вакантный пояс по версии WBC в 1-м полусреднем весе. Гатти победил по очкам.
В июле 2004 года Гатти вновь вышел на небитого боксера. На этот раз ему противостоял Леонард Дорин. Во 2-м раунде Гатти нокаутировал претендента.
В январе 2005 года Артуро Гатти встретился с Джесси Джеймсом Лейхой. В начале 5-го раунда Гатти длинным правым кроссом попал в челюсть противника, и тот упал на канвас. Лейха поднялся на счёт 10. После возобновления боя Гатти обрушил град ударов на претендента. Лейха не отвечал. Он пытался клинчевать, но это у него не получалось. В середине 5-го раунда Гатти правым хуком в голову отправил претендента на канвас. Лейха сел на колено, но подняться на счёт 10 не успел. Рефери зафиксировал нокаут. После этого боя Лейха ушёл из бокса.
В июне 2005 года состоялся бой между Артуро Гатти и Флойдом Мейвезером. Вновь сказалась огромная разница в классе. Мейвезер избил своего противника. В 6-м раунде бой остановили. После этого Гатти поднялся в полусредний вес.
В январе 2006 года Гатти встретился с небитым и невыездным датчанином Томасом Дамгаардом. Дамгаард впервые выехал на бой за пределы Дании. Гатти доминировал весь бой и в 11-м раунде нокаутировал соперника.
В июле 2006 года Гатти вышел на ринг против чемпиона в полусреднем весе по версии WBC, обладающего слабым ударом, аргентинца Карлоса Мануэля Балдомира. В середине 9-го раунда Балдомир прижал в канатам Гатти и начал бомбить ударами. Аргентинец провел успешную серию хуков по челюсти. Последний удар — мощный левый хук — попал прямо в подбородок, и Гатти упал на настил. Канадец встал на счет 6. Балдомир тут же провел повторную атаку в голову. Гатти вновь упал. Рефери, не стал открывать счет и остановил бой.
В июле 2007 года Гатти встретился с боксером Альфонсо Гомесом. После этого Гатти ушёл из бокса.
Артуро Гатти был найден мёртвым в отеле, на бразильском курорте Порту-де-Галиньяс 11 июля 2009 года. Обстоятельства смерти выясняются. Экс-чемпион мира в двух категориях был задушен. Бразильская полиция задержала супругу Артуро Гатти Аманду Родригес, с которой он приехал на отдых. Ей предъявлено обвинение в убийстве мужа, но спустя месяц её отпустили из-за нехватки доказательств. Идёт расследование. 37-летний Гатти вместе с женой Амандой Родригес и маленьким сыном отправился туда в пятницу, чтобы отпраздновать годовщину свадьбы. По данным полиции, смерть наступила за несколько часов до того, как тело Артуро Гатти нашли в отеле Dorisol.
Практически все значимые в профессиональном боксе фигуры — спортсмены, менеджеры, главы телеканалов — посчитали своим долгом выразить соболезнования семье погибшего, а о смерти Артуро Гатти говорили как о колоссальной утрате. Промоутер Гатти Кэти Дува назвала его иконой спорта.