Д.С. Арсеньев (1832–1915) родился в селе Горячкино Можайского уезда Московской губернии в семье смотрителя Можайского уездного училища С.Н. Арсеньева (1801–1860) и писательницы Н.А. Камыниной (1805–1855), дочери крупного помещика Орловской губернии. С детства увлекался историей флота и книгами о путешествиях, поэтому поступил в Морской кадетский корпус, по окончании которого 15 августа 1848 г. в звании гардемарина ходил на фрегате «Постоянство» под командой капитан-лейтенанта А.Н. Софиано и на шхуне «Стрела», где в то время командовал Ф.Я. Брюммер. Получив морскую практику, 9 августа 1850 г. произведен в мичманы и зачислен в офицерский класс Морского корпуса (Николаевская морская академия). В 1852 г. провел морскую кампанию в плавании по Балтийскому и Северному морям на корвете «Князь Варшавский» под командой И.Н. Изыльметьева. 13 августа 1853 г. по экзамену произведен в лейтенанты и назначен в экипаж корвета «Наварин», на котором провел зимнюю кампанию 1853/54 гг.

Во время Крымской войны 1854–1855 гг. командовал дивизионом из четырех канонерских лодок в Рижской флотилии. В 1855 г. переведен в Гвардейский экипаж с назначением адъютантом управляющего Морским министерством барона Ф.П. Врангеля. Одновременно командовал пароходом «Фонтанка», а в следующем году – вахтенный начальник на винтовом корвете «Боярин», где командовал герой Севастопольской обороны капитан 1-го ранга М.А. Перелешин. С июня 1857 г. состоял вахтенным начальником на винтовом корвете «Вепрь», на котором совершил переход из Балтийского моря в Черное. 26 сентября 1858 г. награжден орденом Св. Станислава III степени.

В 1859 г. назначен в Аральскую флотилию к адмиралу А.И. Бутакову, где командовал 2-пушечной баржей и сначала сопровождал посольство Н.П. Игнатьева в Хивинское ханство, а затем поддерживал высадку отряда М.Г. Черняева, отправленного в помощь хану, осаждавшему восставший Кунград. За отличие в этом походе награжден орденом Св. Анны III степени.

По возвращении из Средней Азии в 1860 г. назначен адъютантом к генерал-адмиралу великому князю Константину Николаевичу.

17 октября 1860 г. вместе с капитан-лейтенантом А.Е. Кроуном командирован в Лондон для приемки построенной там винтовой лодки «Морж», на которой, будучи старшим помощником Кроуна, совершил переход из Лондона вокруг Африки до Николаевска-на-Амуре.

1 января 1862 г. за отличное совершение этого плавания произведен в капитан-лейтенанты, а 19 июня назначен флаг-капитаном при начальнике эскадры контр-адмирале А.А. Попове и совершил переходы в Японию, в русские владения на Аляске и в Сан-Франциско. Из последнего порта отправился курьером через Панамский перешеек в Нью-Йорк к великому князю Константину Николаевичу, откуда предстояло возвращение в Европу (вот и исполнилась детская мечта о кругосветных путешествиях!).

В конце 1862 г. Д.С. Арсеньев прибыл в Варшаву и 1 сентября награжден орденом Св. Станислава II степени. В феврале 1863 г. командирован в Пруссию для покупки парохода «Висла» и для заказа шести больших шлюпов, предназначенных для учреждения флотилии на реке Висле.

Во время польского восстания 1963 г. Арсеньев находился в Царстве Польском при великом князе Константине Николаевиче. С 1864 по 1885 г. он состоял сначала воспитателем, а затем попечителем великих князей Сергея и Павла Александровичей.

В 1865 г. 3 апреля награжден орденом Св. Анны II степени, а 19 апреля пожалован званием флигель-адъютанта. С 6 мая того же года состоял действительным членом Русского географического общества.

В 1866–1870 гг. последовали производства в капитаны 2-го и 1-го рангов и награждения орденами Св. Владимира IV и III степеней.

Во время русско-турецкой войны 1877–1878 гг. в звании контр-адмирала находился с великим князем Сергеем Александровичем в действующей армии, при Главной квартире императора Александра II и в Рущукском отряде. В 1877 и 1889 гг. награжден орденами Св. Станислава I степени с мечами и Св. Анны I степени.

27 июня 1882 г. Д.С. Арсеньев назначен начальником Николаевской морской академии и директором Морского училища, которое за время его управления было преобразовано в Морской корпус.

26 февраля 1887 г. Д.С. Арсеньев произведен в вице-адмиралы, а 14 мая 1896 г. назначен членом Адмиралтейств-совета и пожалован званием генерал-адъютанта.

В 1895 г. при Николаевской морской академии учредили курсы военно-морских наук, преобразованные в военно-морской отдел академии.

За время начальствования в академии Арсеньев удостоен орденов Св. Владимира II степени, Белого Орла, Св. Александра Невского. 9 августа 1900 г. по случаю 50-летнего пребывания в офицерских чинах удостоен звания полного адмирала.

1 апреля 1901 г. Арсеньев назначен членом Государственного совета, состоял в Департаменте промышленности и торговли и в Особом присутствии для составления Уголовного положения. После реформы Госсовета в 1906 г. остался в его составе, входил в группу правых[533]. С 1913 г. состоял почетным вице-председателем Императорского православного Палестинского общества.

Умер Д.С. Арсеньев в день своего 83-летия 14 сентября 1915 г. в Царском Селе и похоронен там на Казанском кладбище.