Настоящая фамилия Пичахчи.
В 1902 окончил гимназию и поступил в Харьковский университет на юридический факультет. Обладая уникальным тенором, Арсеньев одновременно с учебой стал выступать на эстраде. Надеясь получить в Петербурге музыкальное образование, Арсеньев в 1903 перевелся на юридический факультет Петербургского университета, который окончил в 1908. Параллельно воинской службе в инженерных войсках учился в Петербургской консерватории (ученик И.С. Томарса). Прошел отбор в артисты-солисты Мариинского театра, где и служил в сезоне 1910/11, после чего уехал в провинцию. До 1914 служил в оперных коллективах Туркестана и Сибири. В годы Первой мировой войны служил в мастерских по изготовлению метательных снарядов, в 1917 демобилизован. 1918– 1920 — сотрудник Областной военно-фронтовой эстрады, 1920–1922 — артист МАЛЕГОТ. В 1922 А. потерял голос и перешел на эстраду. Параллельно в 1922–1926 был солистом академического хора им. Архангельского под упр. И.В. Немцева. С 1926 по 1932 работал только на эстраде.
В АТ был занят в качестве артиста хора и вспомогательного состава с участием в массовых сценах, в т. ч. в сп. «Маскарад».
В 2014 об Арсеньеве снят документальный фильм «Золотой голос Мариуполя» (реж. А. Таненков).
Арх.: АТ (Личный листок по учету кадров К.Л. Пичахчи-Арсеньева).
Филиппова, С. Пихахчи-Арсеньев К.Л. // Национальный драматический театр России. Александринский театр. Актеры, режиссеры : энциклопедия... — Санкт-Петербург : Балтийские сезоны, 2020. — С. 559-560.