В премьерном для себя 2005 году «Арсенал» заявился на первенство столичной области среди КФК и сразу занял в этом турнире первое место. Следующий 2006 год стал годом дебюта «красно-белых» в качестве профессионального футбольного клуба второй украинской лиги.  Стартовали «канониры» среди клубов второй лиги (сезон-2007/08) неплохо и после осенней части чемпионата занимали шестую позицию среди 16 коллективов. Тем не менее, и вторая часть сезона прошла успешно, что и позволило «Арсеналу» финишировать на седьмой позиции, с отставанием на два очка от команды «Еднисть» из Плисок, и опережением на такое же количество пунктов ФК «Коростень».

Следующий сезон стал наилучшим в истории молодого коллектива во второй лиге. Еще осенью канониры вышли в число ведущих команд, и на зимний перерыв ушли на четвертой позиции с десятиочковым отставанием от лидирующего черкасского «Днепра». Также в этот же период произошла рокировка: на тренерском мостике Олега Надуду сменил известный по работе в киевской «Оболони» Игорь Артымович. Весной, когда сошли с дистанции черкасчане, канониры сумели ввязаться в борьбу тернопольской и винницкой «Нив», и в итоге закончили дистанцию вторыми, отстав на четыре очка от тернополян, и на шесть – опередив виннитчан. Как показало время, такой «подвиг» оказался вполне оправданным: по причине снятия с соревнований симферопольского «ИгроСервиса», который выступал в первой лиге, был назначен стыковой матч между «Арсеналом» (Белая Церковь) и ФК «Полтава», которые стали вторыми в своих группах турнира второй лиги. Пока другие коллективы проводили сборы, спарринги и наигрывали состав, «Арсенал» серьезно готовился к переходному матчу с полтавчанами… Которые были повержены со счетом 1:0… Эта победа позволила им стартовать в сезоне 2009/2010 в первой лиге Украины. Премьерный сезон в этом турнире для «канониров» вряд ли можно назвать удачным: по итогам сезона эта команда заняла лишь девятое место. Этот результат повторился и в сезоне 2010/2011. Третий же год выдался для «Арсенала» более чем запоминающимся: подопечные Артымовича набрали по итогам соревнований 62 очка и завоевали, тем самым, четвертое место. Довольно неплохо «Арсенал» стартовал и в этом сезоне. Хотя его начало было не из приятных: в первом туру они на выезде уступили «Крымтеплице» со счетом 0:1. Однако затем представители киевской области смогли обыграть грозный «Севастополь» (2:1) и донецкий «Олимпик» (2:0). Между этими поединками уместилась выездная ничья с «Александрией» (0:0).