Военной коллегией Верховного Суда СССР по ст. 91, ч. З., 151 ч.1 и 249 п. «а» УК БССР Н. Арсеньев был осужден на 8 лет лишения свободы с конфискацией имущества и отбыванием наказания в исправительно-трудовой колонии усиленного режима. В ноябре того же года Указом Президиума Верховного Совета СССР он был лишен звания Героя, всех орденов. Совет Министров СССР лишил его воинского звания генерал-майора.
Осужденный пишет Председателю Верховного Суда СССР А. Горкину, который в свое время вручал ему Золотую Звезду за № 3642, с просьбой пересмотреть его дело: «…я не присваивал себе этих средств. Сложилось так, что на угощения начальства и делегаций по
-требовались средства, таких средств было израсходовано около 12 тыс. рублей, вот я и проявил поэтому злоупотребления…»Почему же правоохранительные органы проявили такой повышенный интерес к комдиву? Служивший в 60-е годы прошлого столетия помощником военного прокурора П.К. Сушко объяснил это так: «На XXI съезде КПСС в 1959
г. Н.С. Хрущев поставил перед правоохранительными органами задачу — навести порядок в армии. Многие, как у нас водится, поняли, что нужны громкие дела. Звание Героя только прибавило веса уголовному делу Арсеньева, на которого пал выбор. 8 лет ему дали скорее для устрашения других».Через два года после суда заключенный вновь пишет жалобу Генеральному прокурору СССР; «…За этот период я много думал, много пережил и пришел к убеждению, что я действительно виновен. Виновен в том, что не всегда с достаточной серьезностью относился к вопросам, которые должен был решать как командир дивизии… Однако фактически я никогда хищением не занимался. Никогда, ни одним моим поступком не руководила корысть. Мои потребности были слишком скромны, хищение всегда было чуждо сердцу и духу моему…