Arena ble olympisk mester i vannpolo under OL 1948 i London. Han var med på det italienske laget som vant vannpoloturneringen foran Ungarn og Nederland. Italia vant alle tre kampene i finalerunden, som besto av fire lag; de vant over både Belgia og Nederland med 4-2 og seier over Ungarn med 4-3 fra gruppespillet, et resultat som ble tatt med til finalerunden. Arena spilte seks kamper og scoret elleve mål i OL-turneringen.
Fire år senere, under OL 1952 i Helsingfors, vant han en olympisk bronsemedalje i vannpolo med det italienske laget som kom på tredjeplass i vannpoloturneringen bak Ungarn og Jugoslavia. Italias resultat i finalerunden som besto av fire lag; 2-7 mot gullvinnerne fra Ungarn og 1-3 mot Jugoslavia og seier over USA med 5-4 fra gruppespillet, et resultat som ble tatt med til finalerunden. Det var 21 lag som deltok i vannpoloturneringen som ble avviklet 25. juli til 2. august1952. Arena spilte alle åtte kampene.
