Из рода дворян Арсеньевых. В чине полковника Сибирского драгунского полка возглавлял военные команды в период Оренбургской экспедиции, участвовал в подавлении Башкирского восстания 1735-1740 гг. В 1736 г. осуществлял в Зауралье карательные операции, отличавшиеся жестокостью. 11 марта 1736 г. получил распоряжение уральского горнозаводского начальника В.Н. Татищева найти места для строительства системы крепостей от Теченской слободы до Верхнеяицкой пристани. Арсеньев руководил закладкой Чебаркульской крепости (1736 г.), участвовал в сооружении Еткульской крепости (1737 г.), руководил строительством Верхнеяицкой и Уклыкарагайской крепостей (1738 г.). В июне 1738 г. отряд под командованием Арсеньева потерпел поражение от башкир Сибирской дороги. Арсеньев был временно отстранен от командования. В марте - сентябре 1740 г. участвовал в сражениях с повстанческими отрядами Карасакала. В том же году вышел в отставку. Дальнейшая его судьба неизвестна.