Tout d’abord on écrit un arc-en-ciel.
Le pluriel : des arcs-en ciel (on ne fait pas la liaison entre arcs et en.
Pour ce qui est de gratte-ciel, la rectification de l’orthographe de 1990 en fait des gratte-ciels.

Mais j’avoue préférer l’ancien « des gratte-ciel ».
Car vous avez raison de rapprocher arc-en-ciel de gratte-ciel. Pourquoi rectifier le pluriel de l’un et pas de l’autre ?
Je trouve la question des traits- d’union (ou pas) mal traitée dans cette rectification. On nous propose de souder les noms composés, mais pas tous*. On hésite à nous faire écrire pommedeterre ou chefdoeuvre par exemple. On nous propose une « S » sur le ciel de « des gratte-ciels » mais pas sur celui de « arcs-en-ciel ».
*alors lesquels ?

Je m’en tiendrai donc à : des arcs-en ciel et des gratte-ciel (le 1er élément de ce mot étant un verbe on ne peut lui attribuer de « S » comme marque du pluriel).
Mais vous obtiendrez sans doute ici d’autres réponses.

« Des bonnes  fraises rouges ou de bonnes fraises rouge ? »
Ceci est plus simple : de bonnes fraises rouges.
– « rouge » est un adjectif qui s’accorde avec « fraises »
– « des » laisse la place à « de » lorsque le nom est accompagné d’un adjectif

R.O. Du 6 décembre 1990. Les propositions du CSLF (cf . ci-après) ont été approuvées par l’Académie française. Ce sont des recommandations ; elles ne sont pas obligatoires.

http://www.xn--acadmie-franaise-npb1a.fr/sites/academie-francaise.fr/files/rectifications_1990.pdf

– Rapport du CLS au Premier ministre :
« Vous nous aviez demandé de réfléchir également sur le pluriel des noms composés. En fait, c’est à la fois le singulier et le pluriel qui doivent être régularisés. On propose donc pour le singulier et le pluriel des noms formés de verbe + nom et de préposition + nom une seule règle : ces noms seront traités comme des substantifs ordinaires et prendront la marque finale du pluriel seulement quand ils seront eux-mêmes au pluriel. On écrira par exemple : un pèse-lettre (sans s), des pèselettres (avec s) ; un après-midi (sans s), des après-midis (avec s). Il y aura cependant exception pour les mots comme des prie-Dieu (le second composant étant un nom propre), des trompe-l’œil (le second composant comportant un article au singulier). »

• • Voir aussi p.12 : singulier et pluriel des noms composés (règle 2).

• • ==> des gratte-ciels.

Sauf erreur, les R.O. ne traitent pas des mots composés commençant par un nom, comme arc-en-ciel.

Consultons alors le Dict de l’Ac. fr. et le « Hanse ». Pour ces deux ouvrages, le pluriel de ce nom est « arcs-en-ciel ».

« ARC-EN-CIEL nom masculin (pluriel Arcs-en-ciel ; s ne se lie pas) »

Ma conclusion : on peut écrire des gratte-ciel ou des gratte-ciels et des arcs-en-ciel.

Pour le trait d’union, ce qui suit est d’importance :

Les R.O. de décembre 1990 fixent trois listes de mots composés qu’il est recommandé de souder. Ces listes sont limitatives.  Elles peuvent être très utiles… Par ailleurs, gratte-ciel et arc-en-ciel ne figurent pas dans ces listes. Enfin, il est expliqué pourquoi elles ne sont pas exhaustives. 

« L e trait d’union : un certain nombre de mots remplaceront le trait d’union par la soudure (exemple portemonnaie comme portefeuille). »Voir listes A, B et C p. 13 et 14.  

Merci beaucoup pour tous ces détails qui sont très appréciés. Merci d’avoir pris le temps.