Учился во Втором Московском кадетском корпусе, из него перевёлся в Нижегородский Аракчеевский, который и окончил в 1908 году. Печататься начал в 1911—1912 годах в приложениях к журналу «Нива». 20 августа 1914 года мобилизован; всю первую мировую войну провёл на Австрийском фронте. Демобилизован 1 апреля 1917 года в чине подпоручика, вернулся в Москву. Находился под следствием как секретный сотрудник охранного отделения, но был оправдан. В начале ноября 1917 года (н. ст.) принимал участие в московском восстании юнкеров. Через несколько недель уехал из Москвы на Урал (в г. Курган), позднее — в Омск, где присоединился к войскам Верховного главнокомандующего А. В. Колчака; был адъютантом коменданта Омска полковника Василия Катаева, тогда же получил чин поручика. Отступая вместе с Белой армией, в начале весны 1920 года оказался во Владивостоке, где занялся журналистикой и литературной деятельностью, взяв в качестве литературного псевдонима фамилию погибшего на фронте друга. Во Владивостоке оставался до мая 1924 года, после чего вместе с несколькими другими офицерами пешком (благодаря карте, данной ему во Владивостоке В. К. Арсеньевым) перешёл советско-китайскую границу и до 1945 г. прожил в Харбине. Член Российской фашистской партии. В августе 1945 г. был арестован и вывезен в СССР; умер 6 декабря того же года в пересыльной тюрьме в Гродекове.
Первую книгу («Военные странички», 1915), включавшую несколько беллетризованных очерков и пять стихотворений, издал под собственной фамилией в Москве. Под основным псевдонимом во Владивостоке были изданы сборники стихотворений «Стихи» (1921) и «Уступы» (1924), а также поэма «Тихвин» (1922); в Китае — сборники «Кровавый отблеск» (1929, на обложке ошибочно — 1928), «Без России» (1931), «Полустанок» (1938) и «Белая Флотилия» (1942, все — Харбин), поэмы «Через океан» (Шанхай, 1934) и «Протопопица» (Харбин, 1939), книга новелл «Рассказы о войне» (Шанхай, 1936). Сборник стихов «Только такие!» (Харбин, 1936) и поэма «Георгий Семена» (отд. изд. — Берн, 1936), вышедшие под псевдонимом «Николай Дозоров», написаны для Всероссийской фашистской партии, возглавлявшейся К. Родзаевским. Поэзия Арсения Несмелова была известна уже в 1920-е годы, её высоко ценили Борис Пастернак, Марина Цветаева, Николай Асеев, Леонид Мартынов, Сергей Марков, Валерий Перелешин и др.