1859-1861 var han i engelsk örlogstjänst. Han deltog i Andra opiumkriget mot Kina och var 1860 med vid intagandet av Taku fästningar. För deltagande i detta krig erhöll han 1863 en engelsk örlogsmedalj. Han deltog även i en brittisk straffexpedition 1859-1860. I en dagbok, utgiven av Hans Byström (Destination China), berättar Arrhenius om sin resa till Peking som gick via Kap Verde, Brasilien (Rio de Janeiro) och Singapore. Britterna belägrade jämte franska och ryska trupper Peking, plundrade och brände ned kejsarens sommarpalats. På hemvägen besöktes bl.a. fängelseön Sankta Helena.