Poeta, narrador, ensayista y profesor español. Miembro de la Generación literaria de 1936.

Hijo de Arturo Serrano del Campo y de Florinda Plaja Pérez. Es el segundo de tres hermanos y miembro de una familia de la burguesía venida a menos. Realizó sus estudios de bachillerato en el colegio de los padres agustinos en el Real Colegio de Alfonso XII en la localidad del Escorial.

En 1928 se trasladó a Madrid con su padre y sus hermanos. Su infancia fue dura por la muerte de su madre y su hermana menor. En Madrid continua con sus estudios de bachillerato en el Instituto Cardenal Cisneros. En 1929 publicó su primer escrito literario y funda Nueva Revista.

Fue detenido por pasar propaganda comunista pero pudo salir con el triunfo de la Segunda República. En 1932 se matricula en la Escuela Industrial de Madrid pero lo abandonó pronto.

Colaborador habitual del diario El S ol y de otras revistas como Brújula o Isla, en noviembre de ese mismo año funda con Sánchez Barbudo y Azcoaga Hoja Literaria, revista cuyo último número aparecería en julio de 1933. En 1934 publica Sombra indecisa (1932-1933). Participó en algunas salidas de las Misiones Pedagógicas. A finales de 1933 participó en la celebración de la I Exposición de Arte revolucionario, organizado por la Asociación de Escritores y Artistas Revolucionarios (AEAR).

Viajó con Neruda a París en junio de 1935 para asistir, como miembro de la delegación oficial española, al Primer Congreso Internacional de Escritores para la Defensa de la Cultura. En mayo de 1935 escribió los poemas iniciales del futuro El hombre y el trabajo. En 1936 editó el Destierro infinito. Es uno de los fundadores de la Alianza de Intelectuales para la Defensa de la Cultura y colaborador de numerosos artículos y poemas de las principales publicaciones antifascistas. Participó en la operación de Salvamento del Tesoro Artístico Nacional, combatió en los frentes de Madrid, Córdoba, Teruel y es herido durante la batalla del Ebro en Vinaroz (Castellón), formando parte del cuerpo de ejército mandado por Enrique Líster.

En junio de 1938 termina de escribir la obra El hombre y el trabajo. Tras la derrota republicana, en 1939 cruzó la frontera francesa y fue internado en el campo de concentración de Saint Cyprien (Francia), junto a otros compañeros del grupo Hora de España. Fueron liberados por un comité de intelectuales ingleses y franceses.

Se casó con Claude Bloch, hija del escritor francés Jean-Richard Bloch. El 20 de diciembre de 1939 se exilió en el barco Alsina con destino a Buenos Aires y desde allí a Santiago de Chile en 1940. En la capital chilena fijó su residencia hasta 1941. Allí trabajó como delineante en una sección ministerial de arquitectura del gobierno chileno. En este periodo escribió el Ávila Camacho y finaliza los relatos Del cielo y del escombro. Decide volver a Buenos Aires por motivos laborales. Allí trabajó para la editorial Losada. Con Lorenzo Varela fundó la revista De Mar a Mar.

El 8 de febrero de 1943 nació su hijo Carlos Serrano Bloch, en el futuro un prestigioso hispanista, especialista en la historia social y cultural y catedrático en la Universidad de la Sorbona de París.

Tras la II Guerra Mundial, la familia Serrano Plaja regresó a Europa y se embarcarán en el buque Désirade con destino a Francia. En el verano francés de 1946, durante una estancia en La Mérigotte de Poitiers, escribió su novela inédita El otro mundo.

El 26 de septiembre de 1947 se embarcó de nuevo en el barco Désirade rumbo a Buenos Aires, regresando definitivamente a Francia en 1948. Allí continúo con su labor de la defensa de la literatura española y la enseñanza del castellano. En 1956 publicó su obra Galope de la suerte.1945-1956. En esos momentos sufrió una crisis personal, ideológica y religiosa, llegando a una ruptura con el Partido Comunista Español. Al final sus ideas cambiaron desde el comunismo al cristianismo.

Se trasladó a Estados Unidos para trabajar como profesor visitante en Wisconsin y en 1963 pasó a la Universidad de Minessota a trabajar como catedrático de literatura. En 1968 ocupó el puesto de catedrático de literatura en la Universidad de California en Santa Bárbara hasta 1977, fecha de su jubilación.

En 1977 apareció publicada en México su novela religiosa La cacatúa atmosférica. En 1978 sufrió un ataque al corazón del que ya no se recuperaría, falleciendo un año más tarde, el 16 de junio de 1979, en Estados Unidos. En 1982 se editó la obra Los álamos oscuros. En 1984 se publicó el volumen Homenaje a Arturo Serrano Plaja.