Mme Arnoux est l'épouse de Jacques Arnoux, le propriétaire de l'Art industriel, et elle appartient à ce monde parisien élégant, cultivé et mondain que Frédéric rêve d'approcher. Elle apparaît d'abord sur le bateau de Montereau, simple silhouette entrevue dans l'éblouissement de la jeunesse, avec son chapeau de paille, ses bandeaux noirs, sa robe claire et sa grâce attentive. Dès cette première apparition, elle s'impose comme une figure centrale de l'œuvre, à la fois femme réelle et image idéalisée, autour de laquelle se cristallisent le désir, le souvenir et l'ambition du héros.
Dans le récit, Mme Arnoux joue un rôle capital de pôle affectif et romanesque. Elle est l'objet du grand amour de Frédéric, celui qui oriente ses rêveries, ses gestes, ses renoncements et une grande part de ses décisions. Elle n'est pas une protagoniste au sens classique, mais elle devient le centre de gravité de l'intrigue sentimentale : sa présence, ses absences, ses regards, ses paroles et même ses objets suffisent à relancer le désir de Frédéric et à donner sens à son errance.
Son importance est aussi structurante dans la composition du roman, puisqu'elle permet de faire se croiser l'histoire intime du héros et l'histoire sociale du temps. Autour d'elle se déploient les espaces du foyer, du commerce, du salon, de la province et de Paris, et sa figure entre en résonance avec les autres grandes lignes de l'œuvre : l'ambition, l'argent, la politique, le désenchantement. Elle incarne une promesse d'absolu que la réalité ne cesse de contredire.
La relation essentielle de Mme Arnoux est celle qu'elle entretient avec Frédéric Moreau. Leur premier échange sur le bateau, puis les rencontres chez les Arnoux, transforment une admiration muette en passion durable. Frédéric la voit comme une femme incomparable, presque hors du monde, tandis qu'elle lui oppose longtemps la retenue, la pudeur et les convenances. À la fin, leur lien devient une histoire de confidence et de souvenir, nourrie d'aveux tardifs et d'un amour resté intact malgré le temps.
Avec Jacques Arnoux, son mari, elle forme un couple désuni. Le texte la montre souvent comme une épouse blessée par la légèreté, la vulgarité et l'infidélité d'Arnoux, qu'elle supporte d'abord avec patience, puis avec une lassitude douloureuse. Elle est aussi liée à Rosanette, la Maréchale, rivale directe et involontaire dans l'affection de Frédéric, et à Mme Dambreuse, autre femme du désir et du monde social, qui offre une autre version de la séduction féminine. Avec Louise Roque, enfin, elle devient un point de comparaison décisif : la jeune fille aime Frédéric d'un amour simple et concret, alors que Mme Arnoux représente l'amour idéalisé, inaccessible et résistant.
Mme Arnoux se distingue d'abord par sa douceur, sa retenue et sa dignité. Elle est constamment associée à la bonté, à la modestie du sentiment et à une forme de noblesse intérieure. Sa manière de parler, ses gestes, son attention aux enfants, son souci du devoir et sa répugnance pour le mensonge la définissent comme une femme de conscience. Le texte insiste sur sa pudeur, son sérieux, sa délicatesse, sa capacité d'affection, mais aussi sur une intelligence pratique qui n'exclut pas la sensibilité.
Elle est cependant traversée par des contradictions profondes. Elle aime Frédéric, mais longtemps sans franchir la limite ; elle demeure fidèle aux principes de l'honneur tout en laissant affleurer, à la fin, une passion longtemps contenue. Elle est capable de sévérité, parfois de froideur, et peut opposer à Frédéric des paroles qui le blessent, non par cruauté, mais parce qu'elle refuse la facilité du désir. Sa grandeur vient précisément de cette tension entre l'élan du cœur et la discipline morale, entre l'abandon rêvé et la maîtrise de soi.
Mme Arnoux évolue peu dans ses principes, mais sa figure change dans la perception de Frédéric et dans la signification qu'elle prend au fil du roman. D'abord femme entrevue, puis femme aimée de loin, elle devient femme rencontrée, puis femme perdue, puis femme retrouvée après des années. Son vieillissement, sa pauvreté, sa vie retirée et ses cheveux blancs à la fin du récit la rendent plus humaine et plus douloureuse, sans diminuer l'intensité de l'émotion qu'elle suscite. Elle passe ainsi de l'objet d'un rêve à la révélation tardive d'un amour partagé et irréalisable.
Mme Arnoux symbolise l'idéal romantique dans ce qu'il a de plus pur et de plus trompeur. Elle incarne l'absolu du désir, mais aussi son impossibilité concrète dans une société gouvernée par l'argent, les rangs, les calculs et les compromissions. Par sa présence, le roman montre comment l'amour peut être à la fois moteur de vie et source d'illusion, comment un être peut être transfiguré par le regard d'un autre jusqu'à devenir une idée plutôt qu'une personne. Elle révèle aussi la profondeur du thème flaubertien de l'écart entre le rêve et le réel : chez elle, l'idéal n'est pas détruit par la vulgarité, il est suspendu, reporté, rendu tragiquement inaccessible.