Занятия в Петербурге, в студии Лансере, скоро сменились сборкой «Фармана-3» на заводе С. С. Щетинина. Юрист по образованию, Щетинин увлекался авиационным спортом. Вскоре ему удалось получить ссуду от Военного ведомства для открытия небольшого авиазавода. К началу войны там были освоены самолеты «ньюпор», «фарман» и «вуазен». Работа на одном из первых авиационных заводов России помогла Арцеулову подробно ознакомиться с устройством самолета и определила судьбу талантливого летчика и конструктора. С первых дней работы в сборочном цехе он стал готовиться к поступлению в авиашколу «Гамаюн». Кочевавшая но обложкам журналов реклама гласила: «Школа авиации в г. Гатчине. 45 минут пути от Петербурга. Лучший в России аэродром».
С осени 1910 года Арцеулов — в Гатчине. Учеба давалась легко: сказывался опыт полетов на собственных планерах. 25 июля 1911 года Константин Константинович сдал летный экзамен и получил диплом нилота — авиатора Всероссийского императорского аэроклуба.
С 1912 года Арцеулов начал работать пилотом-инструктором Севастопольского аэроклуба. Но в сентябре того же года он был призван в армию и зачислен в Крымский конный полк. В мае 1913 года кавалерийское командование произвело новобранца в младшие унтер-офицеры, а в августе уволило в запас. После службы он начал строить свой четвертый планер, однако уже в июле 1914 года был мобилизован на первую мировую и вместе с маршевым эскадроном отправлен на фронт. Только после настойчивых просьб о переводе в военную авиацию поступило распоряжение об откомандировании прапорщика Арцеулова в Севастопольскую школу. Через три с половиной месяца Арцеулов сдал экзамеп на военного летчика и 30 июля 1915 года прибыл в разведывательный корпусной авиационный отряд действующей армии. На русско-германском фронте он на «фармане» совершил около 200 боевых вылетов на разведку и корректировку артиллерийского огня. Летом 1916 года к его трем орденам прибавилось еще два.
21 мая 1916 года прапорщик Арцеулов был направлен в Москву для тренировки на аппаратах-истребителях, а в сентябре того же года начал организовывать в Севастопольской авиашколе истребительное отделение. В программе летной подготовки преобладал высший пилотаж, но из-за ошибок в технике пилотирования участились случаи срыва самолетов в штопор с трагическим исходом, что не давало покоя Арцеулову. Еще по Гатчинскому аэродрому он помнил о гибели капитана Дмитриева и поручика Серова, затем этот скорбный список продолжили имена летчиков Стояновского, Синельникова, Артемьева и других. Случаи штопора участились и в Каче. Уже после прихода Арцеулова из восьми полученных «фарманов» шесть разбились в результате штопора, все летчики погибли.
