Отношение Екатерины II к митрополиту было другим. Первым признаком этого стало то, что Арсений не был приглашен на ее коронацию при восшествии на престол. Екатерина подозревала митрополита в недоброжелательстве. «Она имела какой-то необъяснимый страх перед этим бескомпромиссным владыкой, — вспоминал один из современников этих событий, — и впоследствии боялась его даже больного и в узах». После образования Екатериной специальной комиссии по подготовке разорительного для Церкви указа митрополит Арсений дважды обращался в Синод с угрозами отлучить от Церкви членов Комиссии. Царское правительство владыка Арсений сравнивал с нашествием монголо-татар, подчеркивая, что даже те не вмешивались в дела Православной Церкви. После принятия указа он подавал в Синод протест за протестом, просил вернуть вотчины монастырям, предавая анафеме обидчиков Церкви.
По приказу императрицы было назначено расследование дела о «скандальном митрополите». Он был арестован и доставлен в Москву. Заключенный в тюрьму Арсений продолжал обличать светские власти и саму императрицу. На допросах, в присутствии самой Екатерины, он смело высказывал сомнения в ее правах на престол. В результате его лишили архиерейского сана и сослали в дальний монастырь, сохранив, впрочем, монашеский чин. Но и там узнику не дали покоя. Его перевозили из одного монастыря в другой — такова была воля императрицы, которая боялась возраставшей популярности Арсения. Опытный и талантливый проповедник, он быстро завоевал уважение не только у монахов, но и охранявших монастырь офицеров и солдат. Его принимали не за преступника, а за митрополита, пострадавшего за Церковь.
Екатерина не могла спокойно относиться к выступлениям опального митрополита. Вскоре началось новое следствие. Арсения обвинили в политической неблагонадежности и расстригли. Когда ссыльному объявили новый указ, он не вымолвил ни слова. Монашескую одежду заменили арестантской и заключили под именем Андрея Враля в тюрьму Ревельской крепости на вечное содержание. В 1772 году в Ревельской тюрьме митрополит Арсений заболел и скончался. На окошке его каземата осталась вырезанная им надпись: «Благо мне, Господи, яко смирил мя еси».
Известия о последнем месте пребывания Арсения (Мацеевича) противоречивы, они умышленно запутывались. Последнее дело было сожжено. По одним свидетельствам, митрополит умер в Ревельской тюрьме. Среди устных преданий записан рассказ священника о том, что перед кончиной владыки он увидел, будто «преступник» лежит в полном архиерейском облачении, а не в арестантской одежде. По другим свидетельствам, он скончался по дороге в Сибирь, возле Верхнеудинска. По этой же версии, хоронить его не решились без указа — послали к архиерею и губернатору. Пока ожидали указа, тело пролежало 25 дней и не повредилось. Писали, что происходило много чудес: безо всякого постороннего вмешательства возгорались свечи в церкви, где происходило отпевание, тело видели лежащим в полном архиерейском облачении, а в Ростове ночью зазвонили колокола, виновных чему не нашли.