Можно ли установить arch на раздел диска?

Ставь, разрешаем.

Прочие нюансы, читай в документации по Arch Linux в частности и вообще по Linux.

Да

для этого разделы и предназначены :)

Я видимо делаю что-то не так. Я в винде выделил 100гб через виндовский менеджер дисков. Но при попытке разметки этого пространства через fdisk грузясь в флешки с арчем получаю ошибку

Re-reading the partition table failed.: Invalid argument The kernel still uses the old table. The new table will be used at the next reboot or after you run partprobe(8) or partx(8).

Прочитай сообщение об ошибке и сделай как написано

Можно и на раздел, и на дуалбут. Только grub не забудь поставить.

Конечно, только имей в виду, что при разбитии диска на разделы ты потеряешь файлы, там что прочитай про необходимые для линуксов разделы и делай всё сразу.

Но при попытке разметки этого пространства

Какого «этого пространства»? Таблица разделов одна, нельзя раздел разметить на разделы. Вы написали ноль информации по существующей разметке, поэтому что-то конкретное посоветовать сложно. Так, этот один раздел и использовать под / или LVM, сменив тип, а ESP (если uEFI) загрузка уже должен быть.

С точностью до наоборот. Сможет-ли поставить, ещё не известно. А вот угробить загрузку винды может запросто. Чтобы винда с каждым своим обновлением не портила загрузчик и потом не кричать: «Всё пропало! Верните Загрузчик!», не устанавливать груб.