Arno Vihalemm hör till de betydelsefulla gestalterna inom estnisk exilkonst och exillitteratur under 1900-talet. I Estland har han framför allt kommit att betraktas som en framstående modernist, medan hans konstnärskap i Sverige främst har uppmärksammats genom måleri och grafik. Hans verksamhet som konstnär, poet och illustratör präglades av en nära förening mellan bild och litteratur, och hans betydelse har särskilt lyfts fram efter Estlands självständighet genom retrospektiva utställningar och förnyat intresse för den estniska exilens kulturhistoria.

Vihalemm utbildade sig vid konstskolan Pallas i Tartu 1935–1940 samt 1943, där han studerade för bland andra Nikolai Triik, Kaarel Liimand och Aleksander Vardi. Han genomförde senare längre studieresor till Tyskland, Spanien, Frankrike och Schweiz, där han bland annat fördjupade sig i Paul Klees konstnärskap. År 1944 flyttade han till Sverige och bosatte sig i Ystad, där han fick anställning vid en keramikfabrik. Han blev svensk medborgare 1952 och tilldelades Ystads kommuns kulturpris 1967.

Som bildkonstnär utvecklades Vihalemms uttryck från tidiga landskapsskildringar mot ett mer dynamiskt och experimentellt måleri, präglat av starka färgvisioner och blandtekniker. Han arbetade även med grafik, illustration och offentlig konst. Bland hans offentliga verk märks den större intarsiautsmyckningen Seglatsen genom livet, utförd för ett äldreboende i Ystad 1966. Som illustratör samarbetade han bland annat med den estniske poeten Aleksis Rannit och illustrerade dennes böcker Kaljud och Meri, liksom Jaan Oks Samlade skrifter från 1957.

Parallellt med bildkonsten hade Vihalemm en framträdande roll inom den estniska exillitteraturen. Han publicerade flera diktsamlingar, ofta illustrerade med egna verk. Hans poesi kännetecknas av humor, ironi och en bohemisk livshållning. I Estland är han därför även ihågkommen som poet, medan hans konstnärskap i Sverige i högre grad har kommit att förknippas med måleri och grafik. Genom sitt arbete inom båda områdena fungerade han som en kulturell förmedlare mellan den estniska och svenska konst- och litteraturvärlden.

Vihalemm deltog under sin karriär i ett flertal separatutställningar och samlingsutställningar i Sverige och internationellt. Han ställde bland annat ut i Malmö och vid flera tillfällen i Ystad. Tillsammans med den estnisk-amerikanska konstnären Agaate Veeber (1901–1988) visade han verk på Estonian House i New York och deltog dessutom i grupputställningar i bland annat München, Nürnberg, Helsingfors och Wuppertal. Han medverkade även i temautställningen på Liljevalchs konsthall 1946, Charlottenborgsutställningen i Köpenhamn 1950 samt utställningar på Public Library och Riverside Museum i New York.

Hans verk finns representerade i flera svenska och internationella samlingar, däribland Moderna Museet i Stockholm, Värmlands Museum i Karlstad, Eskilstuna konstmuseum och Ystads konstmuseum samt Cincinnati Museum of Art och New York Public Library i USA. Sammantaget visar hans omfattande konstnärliga och litterära verksamhet hur Vihalemm förenade estnisk kulturell identitet med ett internationellt modernistiskt uttryck och därigenom kom att inta en betydelsefull position inom den estniska exilens konst- och litteraturhistoria.