Родился в деревне Прокофьеве Городецкого уезда Нижегородской губернии 28 октября 1912 года. Рано остался без отца, погибшего на Гражданской, познал сиротскую долю, голод и нужду, выучился, отслужил срочную в кавалерии.
Поступил на факультет журналистики Комвуза, но затем перешел в Харьковскую военную школу летчиков, которую окончил в 1937 году.
Боевое крещение получил 22 июня 1939 года на реке Халхин-Гол. Участвовал в 30 воздушных боях, сбил 6 японских самолетов.
Был тяжело ранен; выписавшись из госпиталя, утаил справку о списании с летной работы, рапортовал о возвращении в часть.
Позднее, в должности комиссара эскадрильи, участвовал в советско-финляндской войне, а после ее окончания в 1940 году получил направление в Военно-воздушную академию.
К началу Великой Отечественной войны имел более 100 боевых вылетов, орден и академическое образование.
Первый немецкий самолет на Курской дуге.
В следующем бою, в районе Прохоровки, уничтожил 2 «Юн-керса».
Его самолет получил серьезные повреждения, и садился он с уже остановившимся мотором.
В июле 1943 года капитана Ворожейкина назначили командиром эскадрильи.
Через несколько дней после назначения в одном бою сбил 2 «Юнкерса».
В октябре также в одном бою — еще 2 «Юнкерса».
Некоторое время он летал с собакой по кличке Варвар, натренированной лаять при появлении чужих самолетов в задней полусфере.
В начале 1944 года был подбит, сел на просеку на занятой врагами территории.
Спасла выручка друзей: сумев приземлить на поляну У-2, они вывезли своего командира.
В районе Тернополя в одном вылете они с ведомым сбили 4 немецких самолета.
19 апреля 1944 года Ворожей-кин вновь сбивает 2 «Юнкерса».
В июле он был назначен на должность командира полка, но вскоре после получения второй Золотой Звезды был переведен на должность старшего инспектора — летчика Главного управления фронтовой авиации.
Всего Арсений Ворожейкин провел около 400 боевых вылетов, сбил 52 самолета противника (из них 6 — на Халхин-Голе).
Трижды ранен.
После войны Арсений Васильевич командовал авиаполком, дивизией, был заместителем командующего ПВО Черноморского флота.
В 1952 году окончил Военную академию Генштаба.
Летал до 1957 года, пока не демобилизовался в чине генерал-майора.
Освоил многие типы реактивных самолетов.
Жил в Москве, занимался литературной деятельностью.
Автор книг «Истребители» (М., 1961); «Над Курской дугой» (М., 1962); «Рассвет над Киевом» (М., 1966); «Под нами Берлин» (Горький, 1970); «Рядовой авиации» (М., 1972); «Солдаты неба» (М., 1981); «Последние атаки» (М., 1984); «Небо истребителя» (М., 1991).
А. В. Ворожейкин умер 23 мая 2001 года.
Похоронен на Троекуровском кладбище.
Дважды Герой Советского Союза (04.02.1944; 19.08.1944).
Награжден орденом Ленина, четырьмя орденами Красного Знамени, орденами Суворова 3-й степени, Александра Невского, Отечественной войны 1-й степени, двумя орденами Красной Звезды, медалями, иностранным орденом.