До революции 1917 г. территория нынешнего Арсеньевского района входила в состав Белевского и Одоевского уездов. Многие его села и деревни упоминаются в Писцовых книгах 1630 - 1632 гг. Свое наименование район получил от названия железнодорожной станции, а та, в свою очередь, была названа так в 1897 г. Только при таком условии здешний помещик А. А. Арсеньев дал свое согласие на прокладку через его земли железнодорожной линии. На арсеньевской земле находилась усадьба известного полярного исследователя С. И. Челюскина. Здесь, в принадлежащем ему с. Мишина Поляна, был захоронен великий исследователь Арктики. Как административно-территориальная единица Арсеньевский район был создан постановлением Тульского губисполкома 28 июня 1924 г. в составе Белевского уезда. 23 августа 1966 г. Арсеньево было отнесено к категории поселков городского типа.