В 1825 году вступил в московский Симонов монастырь, где его наставником стал иеромонах Иларион (Ремезов); в 1830 году был пострижен в монашество с именем Арсений, в 1831 году рукоположен во диакона, а в 1832 году – в иерея.

В 1833 году Арсений (Троепольский) перешел в Оптину пустынь, в 1835 году был включен в братство Киево-Печерской лавры.

С января 1837 года он находился в Санкт-Петербургской Сергиевой пустыни, а в декабре этого же года переведен в московский Заиконоспасский монастырь.

С 1842 года был наместником московского Симонова монастыря, а в 1847 году переведен в Саввино-Вишерский монастырь.

С 1852 по 1854 год находился в Балаклавском Георгиевском монастыре, откуда перешел в Малоярославецкий Черноостровский Николаевский монастырь; с 1857 года находился в Пафнутиево-Боровском монастыре.

7 июля 1870 года иеромонах Арсений (Троепольский) скончался.

На протяжении всей своей жизни отец Арсений (Троепольский) занимался составлением текстов, посвященных молитвенному деланию и Иисусовой молитве. Ко времени его первого пребывания в Симоновом монастыре относится наставление «О внутренней молитве» и трактат «Учение молитве» в двенадцати главах. Вероятно, в Заиконоспасском монастыре была составлена «Память о молитвенной жизни старца Василиска, монаха и пустынника Сибирских лесов», а в период настоятельства в Симоновом монастыре – «Наставление, как внутренно молиться Богу, предложенное в простосердечном разговоре» и «Краткое и простое изложение, как научиться внутренной-Иисусовой молитве, в вопросах и ответах предложенное». Пространные сочинения об Иисусовой молитве были написаны в Пафнутиево-Боровском монастыре, в том числе собрание писем под названием «Убеждение к занятию внутреннею молитвою», «Откровенное послание пустынного отшельника к своему старцу и наставнику во внутренней молитве» и ответ на него, собрание писем аскетического содержания, объединенных под названием «О христианском наслаждении жизнию на земле», а также «Рассказы странника».

По своим особенностям литературная деятельность странствовавшего иеромонаха Арсения Троепольского во многом близка к творчеству святителя Игнатия Брянчанинова. Совпадали и основные этапы жизненного пути двух духовных писателей: они родились в самом начале XIX века и происходили из дворянских семей; получили светское образование и не обучались в духовных учебных заведениях; в юности проявили призвание к монашеству и приняли постриг вскоре после завершения учебы; начали свой иноческий путь под руководством наставников, продолжавших традиции старца Паисия Величковского, и занимались литературной деятельностью. В 1837 году они встретились: 11 января 1837 года иеромонах Арсений (Троепольский) был перемещен в Сергиеву пустынь, которой управлял архимандрит Игнатий Брянчанинов.

Годичное пребывание отца Арсения в этом монастыре, при общности литературных интересов, не могло не оказать взаимное влияние: некоторые их сочинения близки не только по тематике, но и по стилистике, и по литературной форме. Объединяло двух писателей-подвижников и постоянное обращение к церковнославянскому «Добротолюбию» и «Цветнику» священноинока Дорофея, которые связывали русскую аскетическую традицию с молитвенным деланием «древних духоносных отцов». Однако сочинения иеромонаха Арсения (Троепольского), в отличие от аскетических опытов святителя Игнатия, изданных в начале 1867 года, оставались неопубликованными. И только в 1881 году, спустя двадцать два года после написания и одиннадцать лет после кончины составителя, в Казани были впервые напечатаны четыре рассказа «бесприютного странника», все имущество которого состояло из сумки сухарей, Библии и «Добротолюбия»...