Han ble valgt til biskop i 1839, men den preussiske regjering nektet å gi sin bekreftelse ettersom Arnoldi ble ansett som regjeringsmotstander ved sitt syn på blandingsekteskap. Først etter han var blitt valgt for andre gang den 21. juni 1842 ble han bekreftet som biskop av keiser Friedrich Wilhelm IV. Den 17. september 1842 ble han bispeviet av erkebiskop Johannes von Geissel. Medkonsekrerende var Wilhelm Arnold Günther O.Praem., hjelpebiskop i Trier, og Franz Arnold Melchers, hjelpebiskop i Münster.