Родился 10.12.1920 в селе Никоново ныне Старицкого района Калининской области в семье крестьянина. Русский. Член КПСС с 1942. Образование неполное средиее. Работал на стройках города Калинин.

В Советской Армии с 1939. В 1940 окончил Ворошиловградскую военно-авиационную школу летчиков.

Участник Великой Отечественной войны с июня 1941.

Командир эскадрильи 63-го ночного бомбардировочного авиационного полка (132-я бомбардировочная авиационная дивизия, 5-й бомбардировочный авиационный корпус, 4-я воздушная армия, 2-й Белорусский фронт) капитан Арсеньев к маю 1945 совершил 321 успешной боевой вылет, уничтожил 25 самолетов на аэродромах, 18 танков, 66 автомашин и много другой боевой техники и живой силы противника.

Звание Героя Советского Союза присвоено 18.8.45.

В 1948 окончил Высшие офицерские летно-тактические курсы, в 1956 — Военнную академию Генштаба. С 1976 генерал-майор авиации Арсеньев — в отставке.

Награжден 2 орденами Ленина, 4 орденами Красного Знамени, орденами Александра Невского, Отечественной войны 1 степени, Красной Звезды, «За службу Родине в ВС СССР» 3 степени, медалями.

Умер 24.3.1979. Похоронен в Тбилиси. В музее истории войск ЗакВО хранятся его документы.