Pavel ARSENOV est né à Tbilissi (Géorgie, république de l’Ex-URSS). Il a étudié d’abord dans un institut de recherches géologiques, puis travaillé aux Studios Grouzia-Film (Грузия-фильм) et aux Studios de films scientifiques de Moscou (Московская студия научно-популярных фильмов). En 1963 il a terminé ses études de réalisation au VGIK (Institut national du cinéma à Moscou, classe de Grigori Rochal). Encore étudiant il a travaillé en tant qu’assistant de réalisateur.
Pavel Arsenov a débuté dans le cinéma professionnel avec le film Sauvez celui qui se noie (Спасите утопающего). Les films pour les enfants et la jeunesse constituent une partie importante de son œuvre. Un de ses plus grands succès est le film Ne vous séparez pas de vos amoureux (С любимыми не расставайтесь), ainsi que son film pour les enfants La visiteuse venue du futur (Гостья из будущего), d’après le roman fantastique de l’écrivain Kir Boulytchev / Bulychyov (Кир Булычев).
