Ressam Mehmet Ruhi Bey’in oğlu olarak 1906 yılında İstanbul’da doğdu. İlk resim bilgilerini babasından aldı. Resim çalışmalarını ilk defa Ankara Halkevi’nde sergiledi. 1924 yılında İbrahim Çallı atölyesinde resim eğitimi gördü. Sınavla girdiği Devlet Orta Öğretim Resim Öğretmenliği bölümünden 1930 yılında ikincilikle mezun oldu. Alişar’daki arkeoloji kazısında ressam olarak çalıştı. 1935 yılında ressam Maide Arel ile evlendi. Erzincan, Konya ve Ankara’daki askeri okullarda öğretmenlik yaptı.
1949’da devlet desteği alarak eşiyle birlikte Paris’e gitti; Andre Lhote’un öğrencisi oldu. Sanat yaşamında çağdaşlarının tersine, öğrencisi olduğu İbrahim Çallı’nın doğrultusuna bağlı izlenimci bir yola girmedi. Daha çok Paris’te etkilendiği Andre Lhote, Fernand Leger ve Jean Metzinger gibi sanatçıların yarı soyut, yarı kübist yaklaşımından esinlendi.
1951’de Deniz Kuvvetleri Astsubay Okulu’na öğretmen olarak atandı. 1954 yılında Hollanda, Belçika ve İtalya’ya gidip, tekrar Paris’te yaşamaya başladı. 1955-1959 yılları arasında Cemal Tollu ve Cevat Dereli‘yle birlikte İstanbul’da Askeri Müze’deki eski tabloların onarımı işinde çalıştı. 1985 yılında İstanbul’da öldü.
İlk resim bilgilerini babası ressam Mehmet Ruhi Arel’den alan sanatçı Sanayi-i Nefise’yi bitirdikten sonra 1949’da Paris’te Andre Lhote’un öğrencisi olur. Başlarda Lhote’un çizgisinde kübizm doğrultusunda geometrik soyut bir form anlayışına yönelir. 1950’lerden itibaren bu anlayıştan koparak soyut çalışmalar yapar. 1950’lerden sonra geleneksel hat sanatının etkisinde eserler veren birkaç ressamdan biridir ve hat sanatından yola çıkarak gerçekleştirdiği geometrik soyut tarzdaki eserleriyle tanınır. Yapıtlarında resmin yüzeyine soğuk renklerle hacimlendirerek geometrik biçimler kurup, üzerine küfi hat yazısı karakterli çizgiler eklemiştir. Belli bir akıma bağlı kalmaksızın çalışmalarını sürdürür. Geometrik non-figüratif bir yaklaşımla katı ve donuk formlardaki soyut bir yazıyı resmine motif olarak alan sanatçı; bilinçli olarak hat sanatından aldığı öğeleri resimlerine yerleştirir, kompozisyonlarını akılcı ve dengeli bir tarzla dengeler72.
Şemsi Arel, genelde somon sarıları ve gri zeminlerde, sarı, gri, siyah renk lekeleriyle eşit olmayan dikey alanlar üzerine stilize edilmiş çizgilerle yaratılan non-figüratif kompozisyonlar ve kaligrafik özellikler taşıyan arap harflerini çağrıştıran düz ve eğrisel çizgiler kullanır.