Arenales se convirtió en dirigente contra el gobierno colonial y Comandante de las milicias que organizó.
Sofocada la insurrección por parte del monárquico Vicente Nieto, sus tropas se dispersaron y fue arrestado.
Arenales huyó y se presentó ante Belgrano, quien le reconoció el grado de coronel.
Durante la Segunda expedición auxiliadora al Alto Perú Arenales subió al Alto Perú y fue nombrado gobernador de Cochabamba y "comandante general de las tropas del interior"[5].
Logró tomar varias provincias para los patriotas: Ica, Huamanga, Huánuco, Huancavelica y Pasco.
La última resistencia en esa zona fue la de algunas guerrillas dirigidas por el futuro caudillo mendocino José Félix Aldao, pero finalmente tuvo también que retirarse.
Por todos sus servicios a la causa independentista fue gratificado con el rango de Gran Mariscal.
Para seguir organizando estas tropas pidió ayuda al senado peruano en forma un tanto descomedida y fue sancionado.
Al año siguiente hizo una última campaña al Alto Perú, esperando luchar contra el último reducto realista en esas provincias; pero el general realista Pedro de Olañeta murió asesinado por sus propios soldados, y en definitiva Arenales no logró nada: incluso fracasó en reincorporar a su provincia (Salta) la región de Tarija, que había sido parte de la misma.
Los federales se oponían a su gobierno, y lo acusaban de querer perpetuarse en la gobernación.
Falleció en la localidad de Moraya, Bolivia, en 1831, en la casa del coronel José Manuel Pizarro.
No permitía que nadie lo tratara con familiaridad y creía al pie de la letra en las jerarquías militares.