นายอารีย์ วงศ์อารยะ รับราชการในสังกัดกระทรวงมหาดไทย จนกระทั่งได้ดำรงตำแหน่งสำคัญหลายตำแหน่ง อาทิ ผู้ว่าราชการจังหวัดสตูล สระบุรี ปราจีนบุรี สุพรรณบุรี รองปลัดกระทรวงมหาดไทย อธิบดีกรมที่ดิน และปลัดกระทรวงมหาดไทยเป็นตำแหน่งสุดท้าย ก่อนจะเกษียณอายุราชการในปี พ.ศ. 2548

ด้านการเมืองเคยดำรงตำแหน่ง สมาชิกวุฒิสภา เมื่อปี พ.ศ. 2538 และรัฐมนตรีช่วยว่าการกระทรวงศึกษาธิการ ในรัฐบาลของพันตำรวจโท ทักษิณ ชินวัตร พ.ศ. 2547 ต่อมาในการจัดตั้งรัฐบาลชั่วคราวของพลเอกสุรยุทธ์ จุลานนท์ จึงได้รับตำแหน่งรัฐมนตรีว่าการกระทรวงมหาดไทย[1] และได้ลาออกจาตำแหน่งในเวลาต่อมา เนื่องจากปัญหาการถือครองหุ้นเกินกว่าร้อยละ 5[2]