3 января 1864 года в Новочеркасске тридцатилетняя казначея монахиня Арсения была посвящена архиепископом Иоанном в сан игумении.
После смерти схимницы, которая не долго прожила с ней в настоятельном доме, игумения Арсения часто посещала её могилку, делилась своими скорбями, и по вере своей обретала духовное утешение и душевный покой.
При игумении Арсении монастырь преобразился. При монастыре открылось училище, в которое направляли молодых послушниц, которые впоследствии сами становились преподавателями в училище. Преподавала и сама игумения Арсения, священники монастыря. Был построен Казанский собор с нижнею церковью во имя преподобного Арсения Великого. (Храм был освящён 8 сентября 1885 года, а 15 сентября был освящён придел в честь апостолов Петра и Павла.) При ней были выстроены двухэтажные крытые железом корпуса для монахинь, отдельные дома для священнослужителей, устроено монастырское подворье в станице Урюпинской, с церковью во имя Приснодевы, в память спасения Царской семьи 17 октября 1888 года. Под её руководством был заново отделан старый Преображенский храм, к нему пристроили тёплый придел в честь Владимирской иконы Божией Матери и преподобного Серафима, Саровского чудотворца...
Матушка Арсения любила собирать к себе сестёр для духовных бесед, в первые годы своего игуменства она устраивала воскресные чтения и беседы в трапезной, потом, когда силы её стали слабеть, она в праздники принимала монахинь у себя дома и подолгу беседовала с ними. Матушка учила их любви к ближнему, сама являла пример бескорыстной любви. Она говорила духовным дочерям, вспоминая слова своей наставницы: «Ближнего надо поставить на то место, где сам стоишь, значит прежде надо сойти с того места, где стоишь. Где же это то место, где стоишь? Это весь мир, видимый и невидимый. Везде самость захватила всё себе, ничего не хочет уступить ближнему, и как же может любить душа ближнего, когда чувствует, что он у неё всё отнимает, имея на всё такие же права, как и она. Вот она и видит его врагом своим и ненавидит его. Надо всё у себя отнять, чтобы уступить всё ближнему, и тогда-то, вместе с ближним, душа обретёт и Господа!»
Игумения Арсения, чрезвычайно требовательная к себе, была снисходительна к немощам и порокам других, старалась не осуждать никого, лишь глубоко скорбела о тех, кто оступился, спешила подать руку помощи. Она говорила, что в неочищенном сердце не может вселиться Христос. Выделяла три основных периода в жизни людей, стремящихся достигнуть состояния бесстрастия: жизнь по страстям, когда человек живёт по всем хотениям плоти, жизнь по заповедям, когда человек борется со страстями, старается поступить по заповедям. Матушка говорила, что, переживши этот период, человек, достигает состояния бесстрастия. Тогда он любит врагов, терпит поношения уже без боли в сердце.
По свидетельству духовных чад игумении, старица Арсения щедро делилась мудрыми советами, умела успокаивать скорбящих, находила слова утешения не только для сестёр, но для мирских людей, обращавшихся к ней за духовной помощью, делившихся с ней, как с родной матерью своими бедами. По молитвам игумении Арсении исцелялись болящие.
Если кто-то из монахинь болел, матушка Арсения обязательно навещала их, часто бывало, что лишь одно посещение матушки приносило облегчение болящим.
У старшей сестры матушки Арсении умирала восьмилетняя дочь от воспаления мозга, игумения Арсения, приехавшая навестить больную племянницу, со слезами молилась у постели больной, читала акафист Божией Матери, затем попросила, чтобы девочку причастили. По милости Божией, после принятия Святых Тайн больная почувствовала себя лучше и вскоре поправилась. По молитвам матушки Арсении поправился и племянник её келейницы, страдавший припадками.
Случалось, что старица целый день проводила с посетителями, лишь поздно ночью удалялась в молитвенную комнату, чтобы слёзно молиться за всех страждущих. Подвижница спала крайне мало, по ночам с духовными дочерями Никодимой, Агнией и Викториной рыла пещеры. (Игумения Арсения принялась за основание пещер подобно Киево-Печерским в 1874 году. В пещерах она предполагала устроить церковь, однако на это ей не хватило сил. Вход в пещеры начинается из притвора Арсеньевской церкви. Над входом в пещеры изображен «Страшный Суд» в глубине пещер над другим входом располагается икона «Вход Господень в Иерусалим».)
Из воспоминаний духовных чад старицы Арсении: «Работая в пещерах, матушка всё время или творила молитву Иисусову, или читала акафист Страстям Христовым, да семнадцатую кафизму Псалтыря, которую знала наизусть и нам велела выучить...» ( В конце пещер матушка Арсения предполагала устроить церковь.)
Последние годы своей жизни матушка совсем не обращала внимания на немощь и недуги, когда матушке говорили, чтобы она поберегла своё здоровье, она отвечала: «Нельзя, это моё послушание, врученное мне Господом. Вот когда упаду на послушании, тогда уже можно будет сказать, что я исполнила его; а пока ещё ноги служат, хотя и шатаюсь иногда, но должна я быть везде сама». ...
Незадолго до смерти старица стала стремиться к уединению, она просила архипастырей отпустить её на покой и постричь в схиму, но всякий раз получала отказ, архипастыри высоко ценили её, читали, что она должна управлять обителью до конца жизни.
Всю зиму 1904–1905 г. она проболела. Чувствуя свой скорый уход, она наставляла монахинь: «Надо привыкать к мысли, что меня не будет с вами и учиться жить без матушки», говорила, что монаху хорошо умирать одному, что ей бы хотелось, чтобы никто не присутствовал при её смерти. Так и случилось.
Игумения Арсения мечтала побывать в Сарове, поклониться мощам преподобного Серафима. 24 июня 1905 года она, наконец, отправилась в Саров с келейной монахиней Агнией. ... Накануне отъезда она пожелала отслужить панихиду на могиле своей духовной наставницы схимонахини Ардалионы, во время которой горячо, со слезами, молилась, а по окончании службы подозвала к себе ризничию, монахиню Веронику, и показала ей место, где желала бы, чтобы её похоронили, приказав сказать об этом казначее монастыря после своего отъезда.
По дороге матушка заболела, пробыла недели две у своей родственницы, в Саров прибыла только 12 июля. По промыслу Божиему здесь ей и суждено было закончить свой земной путь.
Утром 21 июля, она последний раз причастилась Святых Тайн. К вечерне и всенощной она не могла уже идти. По свидетельству келейницы поздно вечером, перед самой кончиной, глаза матушки Арсении стали большие, блестящие и радостные, как будто она увидела что-то радостное. Она вздохнула раза два, лицо её просветлело, затем последовал последний вздох - в одиннадцатом часу ночи подвижница мирно отошла ко Господу. (Узнав о случившемся, духовник игумении Арсении отец протоиерей Феодор Прокопьев, поехал в Саров за телом.)
На другой день тело почившей положили в деревянный гроб и перенесли, в кладбищенскую церковь, где она и находилась до отпевания. 26-го был привезён из Москвы матушкиной родственницей Ладыгиной металлический гроб, в который и опустили деревянный гроб после панихиды, совершённой четырьмя иеромонахами.
31 июля тело почившей было доставлено в родную обителью. Погребение игумении Арсении состоялось второго августа 1905 года. На погребении присутствовало 9 иереев и 3 диакона. После панихиды было зачитано завещание написанное игуменией Арсенией. Гроб с почившей был обнесен вокруг Казанского храма и опущен в склеп, в нижнем храме Арсеньевской церкви.
Господи, упокой душу рабы Твоей, игумении Арсении, со святыми упокой, и её молитвами спаси нас!
Высказывания, поучения игумении Арсении
...Монах должен иметь три помысла, говорят святые отцы: о смерти, о суде и о воздаянии. Я стала приобретать памятование смерти, когда стала игуменьей. Принявши дела и попечения об обители, я ужаснулась тому, что эти попечения поглотили мой ум. У меня не оставалось времени подумать о душе. И вот я стала памятованием о смерти заниматься в церкви. Я говорила себе: ну что если Господь вот сейчас, сию минуту, призовёт меня, ведь останутся же эти мои дела, оставлю же я их. Входя в церковь, я говорила себе, что я умираю, чтобы не врывались в мой ум заботы и попечения, хотя они и законны по-земному... Над приобретением памяти о смерти нужно потрудиться, как вообще над каким бы то ни было приобретением, — ничто не приходит само. Памятование о смерти приведёт к помыслу о суде... Страшен час смерти, но всё же и после исхода из тела душа продолжает жить в мире, созданном для неё. Но это же будет с душою, когда весь этот мир, в котором она жила, с которым соединена неразрывными узами, весь этот вещественный мир уничтожится, сгорит, перестанет существовать? Уничтожиться, умереть вместе с ним она не может, но и к жизни другой, высшей, она не имеет в себе способности. Вот к каким помышлениям приводит память смертная. Нужно её приобрести...