De 43-jarige Arnett heeft eerder deze maand een scheidingsaanvraag ingediend bij een rechtbank in Los Angeles.
Dat meldt People.
Volgens het blad vraagt Arnett in de documenten om een gedeelde voogdij over hun twee zoons Archibald en Abe. Sinds hun breuk hebben de twee alweer nieuwe relaties aangespannen.
De 42-jarige SNL-ster Poehler heeft sinds afgelopen voorjaar een relatie met collega-komiek Nick Kroll, terwijl Arnett sinds augustus samen is met Billy Joels ex-vrouw, Katie Lee.
Het komische duo was door de jaren heen veelvuldig samen te zien in diverse films. Arnett en Poehler speelden onder meer samen in On Broadway (2006), Blades Of Glory (2007), Horton Hears A Who! (2008) en Monsters vs. Aliens (2009).
De aanstaande scheiding wordt de eerste voor Poehler en de tweede voor Arnett. De LEGO Movie-ster was in 1995 een jaar lang getrouwd met Penelope Ann Miller.