В 1900-1901 гг. во время военных действий против китайцев («боксерское» восстание) перевелся в отряд генерала П.К. фон Ренненкампфа и участвовал в Маньчжурском походе. Был награжден орденами Св. Станислава 3-й степени с бантом и Св. Владимира 4-й степени с мечами.

По возвращении в Лейб-гвардии Уланский полк произведен в штабс-ротмистры 12 августа 1903 г. С началом Русско-японской войны снова по собственному желанию направлен в действующую армию и больше года в чине есаула занимал должность командира сотни Верхнеудинского полка Забайкальского казачьего войска.

В конце войны перевелся в конный отряд генерала Мищенко в Терско-Кубанский конный полк Кавказской конной бригады и с черкесской полусотней провел ряд конных разведок в глубоком японском тылу. Был награжден орденами Св. Анны 4-й степени «За храбрость», Св. Станислава 2-й степени с мечами, Св. Анны 3-й степени с мечами, бантом и короной, Св. Анны 2-й степени с мечами, золотым оружием «За храбрость».

По возвращении в Лейб-гвардии Уланский полк был назначен флигель-адъютантом к Его Императорскому Величеству.

12 августа 1907 г. произведен в ротмистры. Почти 4 года командовал эскадроном и 12 августа 1911 г. был произведен в полковники{~1~}.

Вышел с полком на фронт Первой мировой войны. В Восточной Пруссии командовал головным отрядом (состоявшим из подразделений Лейб-гвардии Уланского полка) конного корпуса генерала Хана Нахичеванского. С этим отрядом во время Гумбиненского сражения вступил в бой под деревней Каушен, за который был награжден орденом Св. Георгия 4-й степени. Согласно Высочайшему приказу за то, что «в бою... начальствуя головным отрядом, беззаветно смелым и искусным действием, личным примером, под сильным артиллерийским огнем противника, утвердился в занятой деревне, сильно содействовал достижению успеха в этот день»{~2~}.

12 ноября 1914 г. назначен командиром Лейб-гвардии Кирасирского Ее Величества Государыни Императрицы Марии Федоровны полка. 23 ноября того же года произведен в генерал-майоры с зачислением в свиту Его Императорского Величества «за боевые отличия».

За время командования полком генерал Арсеньев был награжден орденами Св. Владимира 3-й степени с мечами, Св. Станислава 1-й степени с мечами и Св. Анны 1-й степени с мечами.

15 декабря 1915 г. участвовал с полком в Императорском смотре Гвардии у Черного озера в районе Волочийска. После смотра был приглашен на обед в Императорский поезд и тогда же был назначен командиром 2-й бригады 2-й гвардейской дивизии. Через год — 27 января 1917 г. принял командование 1-й гвардейской кавалерийской дивизией.

29 апреля 1917 г. был произведен в генерал-лейтенанты и назначен командиром гвардейского кавалерийского корпуса.

После большевистского переворота и развала армии генерал-лейтенант Арсеньев вернулся в Петроград, где приступил к организации подпольного объединения офицеров гвардейской кавалерии.

В начале мая 1918 г., уже после Брест-Литовского мира, был арестован петроградской ЧК. Его жена с большим трудом добилась его освобождения. Летом 1918 г. Арсеньев вместе с ней перешел границу Финляндии.

Благодаря своей близости по службе в гвардии с генералом кн. С.К. Белосельским-Белозерским, находившимся во время Гражданской войны в Финляндии при штабе генерала Маннергейма, он получил прямой доступ к последнему.

Зная это, генерал Юденич, рассчитывавший еще зимой 1919 г. на нанесение главного удара по Петрограду со стороны Финляндии и имея в виду координацию военных действий из Финляндии и из Эстонии, решил назначить генерала Арсень-ева командующим Северным корпусом. Назначение состоялось 15 января 1919 г.{~3~} Однако замысел натолкнулся на сопротивление эстонского главнокомандующего генерала Лайдоне-ра, которому в это время подчинялся Северный корпус. Он незадолго до этого назначил командующим корпусом скромного, но хорошо известного в Ревеле полковника А.Ф. Дзеро-жинского, уволив подозреваемого в германофильских настроениях полковника Г.Г. фон Нефа. По-видимому, он подозревал в том же и гвардейского генерала Арсеньева. Последний по возвращении из Ревеля в Гельсингфорс, минуя генерала Юденича, обратился к финляндскому правительству с планами о помощи Северному корпусу. В глазах Юденича такое нарушение субординации было военным преступлением, и 12 февраля 1919 г. он отменил собственный приказ о назначении генерала Арсеньева{~4~}.

В начале июля 1919 г. командующий Северо-Западной армией генерал Родзянко приступил к сведению отдельных ее отрядов и полков в дивизии и корпуса. Сформировав 1-й стрелковый корпус графа Палена, он, дабы покончить с партизанщиной генерала Булак-Балаховича в Пскове, решил создать из тамошних частей 2-й стрелковый корпус.

Через начальника тыла генерала Крузенштерна он послал приглашение в Финляндию генералу Арсеньеву, которого хорошо знал по совместной службе в гвардии, прося его принять должность командира 2-го корпуса. Арсеньев немедленно прибыл в Нарву, где 10 июля был отдан приказ по Северо-Западной армии о его назначении{~5~}.

При первом же посещении штаба корпуса в Пскове Родзянко убедился, что «положение генерала Арсеньева было тяжелое и видно было, что в своем корпусе он совсем не был уверен...»{~6~}

Повторно посетив Псков в начале августа, генерал Родзянко признал, что без присылки в распоряжение генерала Арсеньева надежных войск навести порядок в партизанских отрядах Булак-Балаховича невозможно.

Пытаясь воздействовать на партизанского вождя, Юденич решил временно отозвать Арсеньева в свое распоряжение. Но как раз в то время стало известно, что Булак-Балахович начал печатать в Пскове фальшивые керенки. Поэтому было решено послать в Псков отряд полковника Пермикина (Та-лабский и Семеновский полки), с тем чтобы навести порядок и арестовать виновных.

В итоге 24 августа 1919 г. Главнокомандующий Северо-Западным фронтом генерал Юденич отдал приказ № 20, где в частности говорилось: «Утром 23 августа, командиром 3-го стрелкового Талабского полка полковником Пермикиным были арестованы в Пскове те чины штаба и личной сотни генерала Балаховича, против которых имелись доказательства тяжелых преступлений, разбой, вымогательство и производство фальшивых бумажных денежных знаков... над арестованными назначено следствие... генерал Булак-Балахович не принял моего приказания, угрожая открыть огонь против мною присланных, во время боя покинул нашу армию... Поэтому генерала Булак-Балаховича исключить из списка армии и считать бежавшим»{~7~}.

Вскоре после бегства Балаховича к эстонцам последние без всякого нажима со стороны Красной Армии, без предупреждения оставили Псков и дали возможность красным выйти на железную дорогу Псков-Изборск, изолировав, таким образом, войска 2-го корпуса.

Генерал Арсеньев, снова принявший командование корпусом, отвел его к северу от Пскова, на рубеж реки Желчи, расположив свой штаб в Гдове. В это время в состав 2-го корпуса входили: 4-я дивизия, вскоре принятая генералом князем Долгоруковым, отдельная бригада генерал-майора Ежевского в составе 21-го Псковского, 22-го Деникинского, 23-го Печорского полков и Качановского батальона. При корпусе состоял также конный полк Булак-Балаховича, брата генерала.