Арно написал много богословских сочинений по вопросам вероучения и католической догмы: «Церковная традиция в практике покаяния», «Непрерывность веры», «Согласование Евангелий» и др. Однако споры с иезуитами, их преследования и поддержка их позиций Людовиком XIV вынудили Арно в 1679 г. покинуть Францию и поселиться в Бельгии (сначала в Монсе, а затем в Брюсселе), где он продолжал полемику с иезуитами, защищая янсенизм от обвинений в ереси отстаивая необходимость перевода Библии на национальные языки. В области философии, особенно методологии науки, Арно находился под влиянием картезианства, что особенно явственно проявилось в изданном им совместно с П. Николем (1625–1695 гг.) популярном в Новое время учебнике «Логика, или Искусство мыслить» (1662 г.; русский перевод 1991 г.). Папа Иннокентий XI (1676–1689 гг.) предлагал Арно убежище в Риме, но тот отказался. Он умер в изгнании, но его сердце было отправлено на родину и похоронено в загородном Пор-Рояле. Авторитет Арно и как философа был высок. Его признания в свое время добивался Лейбниц, с которым он полемизировал по вопросу о предустановленной гармонии, считая его философские размышления о Боге далекими от подлинной веры. Испытав на себе определенное влияние Декарта и будучи картезианцем в гносеологии и методологии, Арно не принимал многие положения его метафизики и прислал ему свои «Возражения» (1641 г., русский перевод 1994 г.) на его «Размышления о первой философии», полагая весьма опасным для склонных к неверию людей «этот чересчур свободный прием философствования, все подвергающий сомнению». Критиковал Арно и дуализм Декарта, не соглашаясь с его утверждением о возможности чистого, т.е. бестелесного, мышления, поскольку «способность мышления представляется тесно связанной с телесными органами, нечестивые атеисты – палачи наших душ – особенно напирают на это». Он считал некорректной в логико-философском плане трактовку Бога у Декарта и не соответствующим действительности отрицание души у животных. Что же касается души человеческой, то далеко не все в ней осознано, как об этом думал «досточтимый муж». И вообще, считал Арно, «догмы Декарта» опасны для религии, ее таинств и вряд ли адекватны христианскому учению. В полемике с Мальбраншем он написал трактат «Об истинных и ложных идеях», открывший многолетний спор о «видении вещей в Боге», статусе разума, природе идей и др. Полемически заострен против схоластической логики и учебник «Логика, или Искусство мыслить», названный «Логикой Пор-Рояля». Его философской базой является картезианская гносеология и методология («естественный свет» разума в дополнение к правилам силлогизма, приоритет интеллектуальной интуиции над дедукцией, аксиоматико-дедуктивный метод) и янсенистская идеология (правильное направление разума верой, приоритет морали перед абстрактной гносеологией, интерес к психологии познания). Если схоласты изощрялись в логико-грамматическом анализе и технике формальных приемов, имея в виду лишь правильное мышление, то Арно говорил о «естественной логике», задача которой состоит в определении стратегии реального процесса познания истины и анализе не только формально логических, но и «естественных заблуждений» человека. Поэтому «Логика Пор-Рояля» излагается не в «безвоздушном пространстве чистой мысли», а в контексте духовной и культурно-исторической ситуации того времени. В развитие и дополнение картезианской методологии Арно включает в свою «Логику» 8 правил геометрического метода Паскаля из его сочинения «О геометрическом уме и об искусстве убеждать». Как вождь янсенистов во Франции Арно (вместе с Паскалем) сыграл главную роль в разоблачении иезуитов, породив широкое общественное движение против них, результатом чего было запрещение ордена в 1773 г.  Полное собрание сочинений Арно было издано во Франции в 1775–1783 гг.