Владимир Клавдиевич Арсеньев родился 29 августа 1872 года в Санкт-Петербурге. Он был потомком крепостных и мещан Тверской и Костромской губерний. Отец Владимира, Клавдий Фёдорович Арсеньев, был служащим на Николаевской железной дороге и имел небольшую домашнюю библиотеку, где Владимир с детства развил любовь к чтению.

Владимир Арсеньев учился в немецком пансионе, затем во Владимирском городском четырёхклассном мужском училище, где у него появился интерес к учёбе, особенно к геометрии, естественным наукам и рисованию. После окончания училища Владимир Арсеньев со старшим братом Анатолием некоторое время учились в Пятой гимназии, но Владимир не окончил её.

В 1891 году Владимир Арсеньев был зачислен в 145-й пехотный Новочеркасский полк в качестве вольноопределяющегося. Через год он был произведён в младшие унтер-офицеры, а затем откомандирован в Санкт-Петербургское пехотное юнкерское училище, где одним из его преподавателей был известный путешественник Михаил Ефимович Грум-Гржимайло. В юнкерском училище Арсеньев стал дисциплинированным и прилежным, и под влиянием Грум-Гржимайло заинтересовался географическими исследованиями и Дальним Востоком.

После окончания учёбы в 1895 году Владимир Арсеньев был произведён в подпрапорщики и переведён в Новочеркасский полк, а затем в 14-й пехотный Олонецкий полк. В 1897 году он обвенчался с Анной Константиновной Кадашевич, и в 1898 году был назначен делопроизводителем полкового суда. В 1900 году Арсеньев был переведён в 1-й Владивостокский крепостной пехотный полк и прибыл во Владивосток 5 августа 1900 года.

Во Владивостоке Арсеньев стал членом Владивостокского общества любителей охоты и был одним из его директоров. В 1902 году он был назначен заведующим охотничьей командой полка, которая занималась картографированием и разведкой местности. В свободное от службы время Арсеньев тратил на знакомство с окрестностями Владивостока, выбирался в лес на охоту и занимался научными исследованиями.

Владимир Арсеньев стал известным путешественником, географом, этнографом и писателем, и его книги о путешествиях по Уссурийской тайге были популярны в России и за рубежом. Он также был директором Хабаровского краеведческого музея и членом различных научных организаций. Арсеньев скончался 4 сентября 1930 года во Владивостоке.