Constantin Ivanovitch Arséniev est né dans le village de Mirokhano dans le gouvernement de Kostroma, dans une famille de prêtre orthodoxe. En 1799 et 1806, il a étudié au séminaire, après quoi il est parti pour Saint-Pétersbourg. En 1810, il a terminé l'Institut pédagogique et y est resté pour enseigner le latin et la géographie.

En novembre 1812, Arséniev est arrivé à Petrozavodsk avec des enseignants et des étudiants de l'institut, évacués de la capitale en raison de la guerre patriotique. Là, il a étudié l'histoire des usines minières d'Olonets.

En 1820, Arséniev est devenu membre de la loge pétersbourgeoise « de l'Élu Michel ». En 1819, il a été nommé professeur adjoint de la chaire de géographie et de statistique à l'Université de Saint-Pétersbourg, mais deux ans plus tard, il a été licencié en raison de ses opinions libérales. Runich, après avoir examiné les cours d'Arséniev, a trouvé des « passages nuisibles » et a suspendu leur lecture. Arséniev a été menacé de conséquences graves, mais il a été sauvé par le patronage du grand-duc Nicolas Pavlovitch. Il a continué à enseigner à l'École d'ingénieurs et à l'École d'artillerie Mikhailovskoye et a dédié son « Histoire des peuples et des républiques de la Grèce antique » à l'empereur.

En 1824 et 1828, Arséniev a été rédacteur de la Commission pour la rédaction des lois. De 1828 à 1837, il a enseigné la statistique, la géographie et l'histoire au futur tsar Alexandre II, l'accompagnant dans un voyage à travers la Russie et plaidant en faveur d'A. I. Herzen. Pendant cette période, Arséniev a également dirigé le comité statistique du ministère de l'Intérieur et a publié son travail « Écrits statistiques sur la Russie ». Il était conseiller secret et a enseigné à l'École réformée.

En 1845, Arséniev est devenu l'un des fondateurs de la Société géographique russe. En 1853, il a pris sa retraite. En juin 1864, étant gravement malade, il a déménagé à Petrozavodsk chez son fils aîné, Y. K. Arséniev, qui était gouverneur d'Olonets, et a vécu avec lui jusqu'à sa mort le 29 novembre 1865. Il est enterré à Petrozavodsk dans la cathédrale de la Transfiguration.