В. К. Арсеньев поступает в Петербургское юнкерское училище. Здесь он слушает лекции знаменитого исследователя Восточной Сибири М. Е. Грум-Гржимайло, кроме того, посещает занятия в Петербургском университете. После окончания училища Арсеньева направляют в Польшу, где он несколько лет служит в полку под Варшавой. Только после этого благодаря содействию генерала Федорова двадцативосьмилетнего офицера царской армии Арсеньева переводят на Крайний Восток континента.
Намерение молодого офицера заняться изучением практически неисследованной природы Дальнего Востока (естественно, не в ущерб основным обязанностям) встретило понимание со стороны командира части, полковника Орлова. В первые годы своего пребывания на Окраине Арсеньеву, тогда начальнику конноохотничьей команды, удалось исследовать ближайшие окрестности Владивостока — Русский остров, долину Имана, побережье залива Посьета. Так что же: мечта исполнилась?
И да, и нет. Сам факт занятия любимым делом, конечно, не мог не радовать. Но размах, увы, был не тот. Арсеньев мечтал о глухих дебрях, совершенно не исследованных землях, о больших открытиях.
Русско-японская война, непродолжительная, но кровопролитная, стала серьезным испытанием профессиональных качеств офицера русской армии Арсеньева. В годы войны он стал командиром батальона разведки, так называемого Летучего отряда. За проявленные мужество, завидную выдержку и умелые действия Арсеньев был удостоен нескольких наград. Надо полагать, что проявить в полной мере свой талант боевого офицера ему помогли прекрасное знание местности и умение ориентироваться в сложных природных условиях Приморья.
Чувствительное поражение в войне заставило царское правительство уделить особое внимание как оборонному, так и экономическому развитию отсталого края. Хозяйственное освоение огромной территории, практически сплошь покрытой девственными лесами, чрезвычайно редко заселенной, было невозможно без проведения разнообразных научных и прикладных исследований. В начале XX в. на карте Дальнего Востока была масса «белых пятен». Можно сказать, весь Дальний Восток был огромным «белым пятном» на карте Российской империи. Поэтому в первую очередь были необходимы географические — первопроходческие — экспедиции «в глубь» Окраины, предварительное — рекогносцировочное — изучение богатейших природных ресурсов края. И перевод всего накопленного материала на язык карты — незаменимого помощника ученых и практиков. Дело было за людьми — умелыми организаторами и серьезными учеными.
В. К. Арсеньев привлек к себе внимание военного командования практически сразу после своего прибытия во Владивосток. Авторитет храброго и грамотного офицера, всесторонне образованного человека особенно вырос за годы войны. В 1906 г. Арсеньева с повышением переводят в штаб Приамурского военного округа. Так он снова оказался в полюбившемся ему Хабаровске.