Dovrebbe derivare dalla Gens Arsinia o dal nome gentilizio ad essa collegato Arsinius, italianizzato in Arsenio, di cui si ha un esempio con "vir consularis Flavius Arsinius" governatore romano in Sicilia nel IV secolo dell'era cristiana.
Il cognome Arseni ha un ceppo nel pesarese, uno nel Salento ed uno a Roma.
Arsenio è specifico di Brindisi e Lecce, con un piccolo ceppo campano. Arsini è rarissimo.
Il cognome Arsenio è 9019° nella regione Puglia Il cognome Arsenio è 1781° nella provincia di Brindisi Il cognome Arsenio è 273° nel comune di SESTRI LEVANTE (GE)