Ο Άγιος Αρσένιος γεννήθηκε στην Ευρυτανία, το έτος 1548 μ.Χ., από γονείς ευσεβείς και φιλόθεους, τον Θεόδωρο και την Χριστοδούλη.
Το συγγραφικό του έργο, η γλωσσομάθειά του και η θητεία του ως διδασκάλου, δείχνουν ότι ήταν πολύ μορφωμένος. Που έμαθε τα γράμματα δεν μας είναι γνωστό. Το έτος 1574 μ.Χ. ο Άγιος Αρσένιος εξελέγη Επίσκοπος «Δημονίκου και Ελασσώνος» και διαδέχθηκε τον Δαμασκηνό Β' (1570 - 1574 μ.Χ.). Τον ίδιο χρόνο δέχθηκε την επίσκεψη του Οικουμενικού Πατριάρχου Ιερεμίου Β' του Τρανού, που πραγματοποιούσε περιοδεία στη Ρούμελη και την Πελοπόννησο. Ο Πατριάρχης Ιερεμίας φιλοξενήθηκε στο μοναστήρι της Ολυμπιώτισσας.
Το γεγονός ότι περίπου από το έτος 1580 μ.Χ. λειτουργούσε στην Ολυμπιώτισσα κρυφό σχολειό, μας κάνει να θεωρούμε ότι ο Άγιος Αρσένιος ενδιαφέρθηκε ζωηρά και για την στοιχειώδη μόρφωση των νέων της Επισκοπής του. Γι' αυτό και σε συνεννόηση και συνεργασία με τον ηγούμενο και τους μοναχούς της Ολυμπιώτισσας οργάνωσε το σχολείο αυτό και παρακίνησε και ενθάρρυνε τα Ελληνόπουλα της Ελασσώνος, που είχαν ζήλο για τα γράμματα, να ανεβαίνουν στο μοναστήρι και εκεί να μαθαίνουν ανάγνωση και γραφή επάνω στα ιερά κείμενα.
Κατά το έτος 1588 μ.Χ. ο Άγιος συνόδευσε, μαζί με τον Μητροπολίτη Μονεμβασίας Ιερόθεο, τον Πατριάρχη Κωνσταντινουπόλεως Ιερεμία Β' στη Μόσχα, όπου στις 26 Ιανουαρίου 1589 μ.Χ. αναγόρευσαν και εγκατέστησαν τον Μητροπολίτη Ιώβ ως Πατριάρχη Βλαδιμηρίας, Μόσχας και απάσης Ρωσίας και απασών των βορείων Χωρών. Την τελετή και τις εκδηλώσεις της ενθρονίσεως του Μητροπολίτη Ιώβ τις περιέγραψε ο Άγιος Αρσένιος με στίχους στη δημοτική γλώσσα, με τίτλο «Κόποι και διατριβή του ταπεινού Αρχιεπισκόπου Αρσενίου».
Ο Άγιος δεν ξαναγύρισε στην Επισκοπή Ελασσώνος, αλλά έμεινε οριστικά στη Ρωσία, όπου και κοιμήθηκε με ειρήνη το έτος 1625 μ.Χ.
Σχετικά με τη ζωή και τη δράση του στη Ρωσία, γνωρίζουμε ότι δίδαξε στο Κοινοτικό Ελληνικό σχολείο του Λβωφ της Ρουθηνίας, όπου υπήρχε πολυμελής και ακμαία Ελληνική παροικία, κυρίως εμπόρων, μεταξύ των οποίων και ο Κρητικός κρασέμπορας Κωνσταντίνος Κορνιακτός.
Αργότερα ο Άγιος διετέλεσε διοικητής της επαρχίας Σουζδαλίας, από όπου αλληλογραφούσε συχνά με τον Πατριάρχη Αλαξενδρείας Άγιο Μελέτιο τον Πηγά. Στο διάστημα της πολύχρονης διαμονής του στη Ρωσία ο Άγιος Αρσένιος δεν λησμόνησε την γενέτειρά του και τα μοναστήρια, όπου μάλλον είχε περάσει τα νεανικά του χρόνια. Αφιέρωσε πολλά βιβλία, εικόνες και ιερά σκεύη στη μονή Τατάρνης και στα Μετέωρα.