Po śmierci Muzalona Arseniusz przekonał możnych i lud cesarstwa, aby regencję powierzyć Michałowi Paleologowi i nadał mu tytuł megaduksa, a następnie despoty. Gdy przyszło do koronacji cesarskiej, Michał Paleolog był tak pewien poparcia armii i wrogów zmarłego cesarza, że nakłonił patriarchę, aby w pierwszym rzędzie koronował jego. Arseniusz usiłował uzyskać odeń obietnicę, że za dwanaście lat, gdy Jan osiągnie pełnoletniość, odda mu władzę. Cesarz zażądał by Arseniusz ustąpił, a gdy patriarcha odmówił, w lutym lub marcu 1260 r. został wygnany ze stolicy. Jego miejsce zajął biskup Efezu, Nicefor II.

Usunięcie Arseniusza doprowadziło do rozłamu w Kościele Wschodnim. Toteż po zajęciu przez Michała VIII Konstantynopola w 1261 r. i śmierci Nicefora II, Arseniusz powrócił na stolicę patriarszą. We wrześniu Arseniusz koronował Michała uroczyście na cesarza bizantyńskiego. Jeszcze w tym samym roku doszło do kolejnego konfliktu cesarza z patriarchą. 25 grudnia z rozkazu Michała VIII dokonano oślepienia dziewięcioletniego Jana IV. Arseniusz ekskomunikował cesarza i zażądał zrzeczenia się przez niego korony, a następnie wygnania go z kraju. Ponieważ patriarcha nie chciał cofnąć ekskomuniki, cesarz przy poparciu części biskupów w 1267 r.Taki rok podaje Jacek Bonarek (Dzieje Grecji, s.