Родился в семье путевого инженера. Учился живописи в Гётеборге у Карла Вильгельмсона в течение года в 1897 году, затем был принят в Академию изящных искусств в Стокгольме. Разочаровавшись в академическом образовании, сначала посещал как вольнослушатель художественную школу при Союзе Художников (швед. Konstn?rsf?rbundet), где учился у Рихарда Берга, а в 1901 году вернулся в Гётеборг, где продолжил занятия у Карла Вильгельмсона. Попал под сильное влияние датского художника Оле Крузе, посетившего Гётеборг, и заинтересовался средневековым и народным искусством.
В 1904 году через Мюнхен приехал в Париж. После проведенного в рыбацекой деревне Кудвилль (фр. Coudeville) вернулся в Париж, где в 1905 году принял участие в Салоне Независимых (фр. Salon des Ind?pendants). Его работы получили там положительные отзывы публики, что существенно подняло самооценку художника. В том же году художник возвращается в Швецию, в Стокгольме проходит его первая первональная выставка, на которой экспонируются 173 работы. Вернувшись в Гётеборг, Аросениус познакомился с Идой (Эвой) Адлер (род. 1879). Женился на ней в 1906 году и переехал с женой в Обю (швед. ?by) около Норрчёпинга, где родилась их дочь Лилиан. В 1907 году семья переехала в коттедж в Элвэнген (швед. ?lv?ngen) в окрестностях Гётеборга. На картинах Аросениуса последних лет жизни постоянным сюжетом являются тёмные комнаты коттеджа с фигурами его жены и дочери. В то же самое время он разрабатывает мифологические и фольклорные сюжеты в своих акварелях.
В 1906—1907 годах Аросениус сотрудничает с газетами Strix и S?ndags-Nisse. Последняя выпускает 21 апреля 1907 номер, целиком составленный из произведений художника.
В 1908 году прошла большая выставка художника, сначала в Лунде, затем в галерее Валанн (швед. Valand) в Гётеборге. Художественный музей Гётеборга приобрёл несколько его произведений.
Умер в возрасте тридцати лет от гемофилии (оба его брата также умерли от гемофилии). В честь художника назван Фонд Аросениуса, образованный Шведским Обществом Гемофилии для проведения научных исследований.