W grudniu von Lenski objął stanowisko dyrektora szkoły kawalerii w Krampnitz. W maju 1941 roku funkcję tę przejął Gustav von Vaerst, von Lenski objął dowodzenie nad 2. Brygadą Strzelców. W sierpniu 1941 roku objął dowodzenie nad 11. Brygadą Strzelców, która operowała na południowym odcinku frontu wschodniego, w listopadzie zrezygnował jednak ze stanowiska i został przeniesiony do Führerreserve. W grudniu von Lenski ponownie wrócił do szkoły kawalerii w Krampnitz (przemianowanej na Szkołę Oddziałów Szybkich), ostatecznie ze stanowiska zrezygnował w czerwcu 1942 roku. Von Lenski wrócił do służby frontowej, obejmując dowództwo w 2 Dywizji Pancernej, z którego zrezygnował w sierpniu, raz jeszcze trafiając do rezerwy. W sierpniu von Lenski awansował do stopnia generała majora (niem. Generalmajor). We wrześniu von Lenski otrzymał przydział do 24 Dywizji Pancernej, wchodzącej w skład 6 Armii gen. Friedricha Paulusa. Na czele tej dywizji von Lenski brał udział w bitwie stalingradzkiej, której następstwem było okrążenie armii przez wojska radzieckie. 1 stycznia 1943 roku von Lenski został awansowany do stopnia generała porucznika (niem. Generalleutnant). 2 lutego gen. Arno von Lenski wraz z gen. zwrócili się do dowódcy XI Korpusu Armijnego, gen. o zgodę na złożenie broni przed wojskami rosyjskimi.