Khi hoàn tất, "Arethusa" được phân về Hải đội Tuần dương 3 tại Địa Trung Hải, và vẫn ở lại đó khi Chiến tranh Thế giới thứ hai nổ ra vào tháng 9 năm 1939. Tuy nhiên, vào đầu năm 1940, nó cùng với con tàu chị em HMS "Penelope" được điều trở lại Hạm đội Nhà, nơi chúng hình thành nên Hải đội Tuần dương 2 cùng với những chiếc còn lại trong lớp. Nó đã tham gia Chiến dịch Na Uy vào tháng 4 năm 1940, nhưng đến ngày 8 tháng 5 được điều đến Nore hỗ trợ cho lực lượng phòng thủ Calais, và sau đó giúp vào việc triệt thoái lực lượng khỏi các cảng Pháp trên bờ Đại Tây Dương.