W okresie od 3 października 1934 roku do 12 kwietnia 1935 roku odbył staż w 26 Kompanii Telegraficznej w Skierniewicach. 1 października 1936 roku został przeniesiony do 21 pułku piechoty w Warszawie na stanowisko dowódcy kompanii ckm. W okresie od 22 marca 1938 roku do 4 października 1938 roku dowodził Oddziałem Wartowniczym Wojskowej Składnicy Tranzytowej na Westerplatte. 23 października 1938 objął dowództwo 3 kompanii ciężkich karabinów maszynowych 21 pp i sprawował je do 4 października 1939 rokuewidencja Rejonowej Komendy Uzupełnień Ciechanów.. W międzyczasie, w 1939 roku, ukończył kurs dowódców kompanii w Centrum Wyszkolenia Piechoty w Rembertowie.
Kampania wrześniowa 1939 Początek wojny zastał go w Szulmierzu, gdzie znajdował się 21 pp „Dzieci Warszawy”. 3 września 1939 roku jednostka wkroczyła do walki. W późniejszym okresie wraz ze swoją kompanią Arseniusz Jermoliński wycofał się do Modlina i dalej do Warszawy. Brał udział w obronie warszawskiego Grochowa za co został odznaczony Krzyżem Srebrnym Orderu Wojennego Virtuti Militari. Odznaczony ponadto m.in.: Krzyżem Walecznych, Medalem Za udział w wojnie obronnej 1939 i Medalem Za Warszawę 1939-1945.