Еще нечто удивительное случилось в 1845 году. 4 июля вздумал отец Арсений идти на праздник в Лавру святого преподобного Афанасия Афонского. В этот день, отслужив Литургию, он отправился в путь вокруг Афона и пришел к всенощному бдению в Лавру. Расстояние от его келлии до монастыря святого Павла 8 часов ходу, всего около 75 верст. А от святого Павла до Лавры еще 7 часов.
Отстояв в Лавре бдение и Литургию, продолжавшиеся 16 часов, на трапезу он не пошел, а, взяв хлеб, отправился в обратный путь. К вечерне пришел в свою келлию. Все удивлялись этому происшествию. Молодому монаху потребовалось бы три дня, чтобы проделать весь этот путь, а тут 70-летний старец, да еще и немощный, с больными ногами, простояв 16 часов на службе, все одолел менее чем за двое суток. После спросили его: «Отче, как вы смогли так быстро сходить, когда и путь ваш был все с горы на гору да еще по острому камню?» Он же отвечал: «Обновися, яко орля, юность моя не по естеству, а с Божией помощью!»
В начале 1846 года старец Арсений приблизился к своей кончине. Ему небезызвестна была дата своего отшествия на небо. Раз, когда он вскопал весь огород, один из учеников его спросил: «Зачем вы, отче святой, так много трудитесь? Почему не заставляете учеников своих?» Он же ему ответил: «Мне уже немного осталось покопать, а ученики еще без меня накопаются».
Вскоре отец Арсений заболел ногами и не мог уже ни работать, ни ходить, но каждую седмицу служил четыре Литургии: в воскресенье, среду, пятницу и субботу.
Марта, 23-го числа 1846 года, в навечерие Благовещения, на пятой неделе Великого поста, когда читаются на Литургии слова из Евангелия «се восходим в Иерусалим...», спев накануне в Субботу Акафиста сладчайшую песнь ко Пресвятой Богородице и отслужив последнюю свою Литургию, отходил отец Арсений из жизни этой в горний Иерусалим. По всем монастырям и келлиям Афонской Горы оповестили ученикам его, что старец весьма нездоров, чтобы все пришли получить последнее благословение. В воскресенье, т. е. 24 марта, рано собрались все его духовные дети: отец Иероним из русского монастыря, отец Паисий из Ильинского скита и прочих множество.
«Что же ты, отче, уходишь от нас? – спрашивали ученики его. – На кого оставляешь нас, кому передаешь все свои благие дарования?» Возложив слабеющие руки свои на голову отца Иеронима, великий авва сказал: «Вот ему оставляю вас, ему передаю все». И велел подходить на последнее лобзание к себе и на благословение к преемнику своему, новому общему духовнику отцу Иерониму. Так, по изволению Божию, отец Иероним был возведен на новое высокое служение рукою своего умирающего духовника и старца.
Подошел к нему его ученик, отец Павел, хромой, стал его спрашивать: «Отче святой, хочешь ли ты от нас отойти и нас оставить?» Он же ответил: «Да, пришло время; надобно долг отдать». Отец Павел вновь спросил: «А что, отче, не боишься ли смертного часа, не ужасаешься ли и не трепещешь ли ответа перед праведным Судией, ты был более тридцати лет духовником?» Он же весело на него посмотрел и сказал: «Страха и ужаса не имею, но некая радость наполняет мое сердце, и великую имею надежду на Господа, Бога моего, Иисуса Христа, что Он не оставит меня Своей милостью, хотя я добрых дел не сотворил. Ибо чем похвалюсь, кроме как немощами моими? По своей воле ничего не сотворил, а что и сотворил, то с помощью Господа моего и по воле Божией».
Потом приказал всем духовным своим чадам подходить по одному и каждого прощал и разрешал его грехи, давая последнее благословение и наставление. Говорил каждому, кому где проводить жизнь свою. И это продолжалась почти до последней минуты его жизни. Потом велел он всем от себя отдалиться, и все сошли вниз. Старец начал молиться, но никто не мог расслышать, что он говорил. Видно было только, как трижды он поднимал руки к небу, потом опустил их и затих. Когда подошли к нему, то увидели, что он уже скончался и предал душу свою в руки Господа своего. Похоронили его около самого алтаря келлии Святой Троицы, принадлежащей монастырю Ставроникита, 25 марта 1846 года.
Отец Арсений был среднего роста, борода средняя с проседью, голову держал всегда наклоненной на правое плечо. Лицом был чист и светел. Характер имел веселый, но очи его всегда были полны слез. Был весьма сух, но на лице его всегда играл румянец. Особенно это было заметно, когда служил Литургию, чем всех приводил в удивление. В это время лицо его бывало как огненное. Речь была у него кроткая, немногословная и приправленная духовной солью. И всякий слушающий его с первых слов начинал плакать. Сей старец был весьма начитан и всегда подкреплял свои доводы свидетельствами из Священного Писания. Говорил и приводил свидетельства Писания наизусть, чему удивлялись и ученые люди.