Первой его оперой была «Berenica», представленная в 1730 году во дворце герцога тосканского близ Флоренции; вскоре в Риме была дана вторая его опера «Amore per regnante».
В 1735 году большая итальянская оперная труппа, под руководством Франческо Арайя, была вызвана в столицу Российской империи город Санкт-Петербург; представления которой давались зимой в театре Зимнего дворца (во флигеле), а летом в театре Летнего сада. В 1737 году разыграна была в Санкт-Петербургском придворном театре опера «Abiazare», написанная Арайей. Это была первая итальянская опера, игранная в Петербурге. В 1738 году он поставил на сцену «Семирамиду», а в следующих годах: «Сципиона», «Арзака», «Селевка», «Беллерофонта», «Александра в Индии». Арайе приписывают также сочинение оперы «La Russia afflitta e riconsolata» (Москва, 1742), которая, по мнению Штеллина, принадлежит композитору Далолио.
В 1740 году, с падением Бирона, Арайя был послан в чужие края для приглашения новых артистов и певцов; в 1755 году Арайя написал музыку к опере «Цефал и Прокрис» (текст А. П. Сумарокова), которая составила эпоху на русской сцене: это была первая опера, написанная на русский текст и исполненная русскими певцами в первый раз 27 февраля или 1 марта 1755 года, в театре Санкт-Петербургского Зимнего дворца (опера эта напечатана в 1764). Декорации создал Валерьяни, получивший пышный титул: «Первого исторического живописца, перспективы профессора, театральной архитектуры инженера при Императорском Российском дворе».
Первые роли исполняли: певица, дочь лютниста, Елизавета Белоградская и певчие графа Разумовского, в числе их Гаврило Марценкович, отличный певец, в свое время известный под именем «Гаврилушки». Опера имела блистательный успех и композитор в благодарность получил в дар от императрицы Елисаветы Петровны дорогую соболью шубу, оцененную в 500 рублей.
В 1759 году Арайя вернулся в Италию и, живя в Болонье, наслаждался избытком, приобретенным им в России. Последними произведениями этого композитора были: оратория «La Nativit? di Ges?» и опера «La Cimotea».
