Arsenjev ble født i St. Petersburg i Russland. Hans far var en tidligere livegen som hadde steget opp til å bli sjef for Moskvadistriktets jernbaner. Etter en militær utdannelse, begynte Arsenjev sine ekspedisjoner til skogene i Det fjerne østen. Han bodde i Vladivostok under den russiske borgerkrigen, og var endog en Kommissær for etniske minoriteter i den uavhengige Fjernøstlige republikk. Etter at Den fjernøstlige republikk ble absorbert av Sovjetisk Russland i 1922 avslo Arsenjev forslag om å emigrere og ble boende i Vladivostok.