Арсеньев родился в Петербурге в семье железнодорожного служащего. Родители юноши прочили ему военную карьеру, а потому в 13-летнем возрасте подростка зачислили в пехотное юнкерское училище. Но особого энтузиазма к армейской службе Владимир не проявлял, куда интереснее ему было посещать лекции по географии, открывая для себя увлекательный мир путешествий.
1 мая 1900 года Арсеньева произвели в поручики и перевели по его просьбе в 1-й Владивостокский крепостной пехотный полк. В первый же год службы он вступил в Общество любителей охоты. Знакомство с местным населением, желание лучше узнать полюбившийся край, подтолкнули офицера к исследовательской деятельности. В свободное время Арсеньев совершал небольшие походы по краю, изучая его растительный и животный мир.
С 1906 по 1909 года Арсеньев исследовал горы Сихотэ-Алиня. Материалы путешествий стали фундаментом его литературного творчества. В 1912 году он опубликовал "Краткий военно-статистический очерк Уссурийского края". Кроме Приморья и Приуссурья путешественник исследовал Камчатку, Командорские острова, уже после революции возглавил крупную экспедицию по маршруту Советская Гавань - Хабаровск.
В 20-е годы прошлого века увидели свет его художественные произведения: "По Уссурийскому краю", "Дерсу Узала", "В горах Сихотэ-Алиня", Сквозь тайгу", "В дебрях Уссурийского края". Книги Арсеньева публиковались на 20 языках, японский кинорежиссер Акира Куросава снял картину "Дерсу Узала".
Начиная с 1917 года, Арсеньев вел преподавательскую работу в различных учебных заведениях края, читая курсы по этнографии, истории первобытной культуры, археологии, антропологии. Арсеньев умер в 1930 году. Его именем названы город в Приморском крае, улица во Владивостоке, Приморский краеведческий музей.
