Arantza Gorostiaga es Licenciada en Ciencias Económicas (Especialidad de Economía Cuantitativa) por la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatatea. En el bienio 1994-1996 completó el programa de Máster en Economía y Finanzas del Centro de Estudios Monetarios y Financieros (CEMFI) obteniendo el Premio Extraordinario. Entre 1996 y 1999 fue becaria de doctorado en el CEMFI. Presentó su tesis doctoral en la Universidad Complutense de Madrid en octubre de 1999.
Fue profesora en la Universidad Carlos III de Madrid entre 1999 y 2000. En 2001 se incorporó al Departamento de Fundamentos del Análisis Económico II de la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatatea.
En el ámbito investigador, ha publicado artículos en Journal of Monetary Economics, Journal of Public Economic Theory, International Tax and Public Finance y Neurocomputing, entre otros. Ha realizado estancias de investigación en Northwestern Universtity y Harvard University. Así mismo, ha participado en proyectos de investigación de forma continuada desde 2001 como investigadora principal o miembro del equipo investigador. 

Fue secretaria y tesorera de la Asociación Española de Economía entre 2009 y 2013. Es Miembro de Honor de la AEE desde 2014.