Em Manguinhos sua principal contribuição foi no campo da entomologia, sobretudo nos estudos de anofelinos e outros culicídeos, deles descrevendo várias espécies novas, algumas em colaboração com César Pinto. Arthur Neiva estudou também a bionomia e a sistemática desses insetos com atenção sobre a malária humana, então endêmica no Rio de Janeiro.

Neiva foi destacado para chefiar a campanha de saúde na abertura da Estrada de Ferro Noroeste do Brasil - área inteiramente desabitada. Durante este período, Neiva realizou novas observações sobre dípteros hematófogos, enriquecendo as coleções do Instituto Oswaldo Cruz.

Sua atuação também foi significativa na bionomia e sistemática dos triatomíneos conhecidos como "barbeiros", "chupões" ou "vinchunas", evidenciados nos trabalhos de Carlos Chagas como transmissores da tripanossomose americana.

O grande impacto de seu trabalho foi no campo da sistemática. Após visita a importantes coleções nos museus americanos e europeus, conseguiu exemplares-tipo para proceder a pesquisa comparada entre estes e os exemplares recolhidos por ele e Chagas.

Neiva também estudou a "broca do café", causada pelo inseto coleóptero Hypothenemus hempei - uma campanha de grande responsabilidade pelas enormes dificuldades técnicas e pela importância econômica.

Respeitado internacionalmente, Arthur Neiva foi convidado para instalar a Seção de Zoologia Médica do Instituto de Bacteriologia de Buenos Aires.

Iniciativa de grande relevância foi o incentivo que deu à criação do Horto Oswaldo Cruz destinado ao cultivo de plantas medicinais brasileiras, incorporado ao Instituto Butantan em 1918.

Homem de grande cultura, faleceu inesperadamente a 6 de junho de 1943.