В августе 2014 года Президент Украины Петр Порошенко своим указом ввел должность Уполномоченного Президента Украины по делам крымскотатарского народа, назначив народного депутата Мустафу Джемилева . Соответственно, в Администрации Президента Украины создан отдел обеспечения деятельности Уполномоченного. Арсен Жумадилов был назначен заведующим отделом. На базе АП была создана Рабочая комиссия по разработке законопроекта «О статусе крымскотатарского народа», которая подготовила соответствующий документ к последующей регистрации в Верховной Раде Украины. 

До оккупации Крыма Россией в феврале-марте 2014 работал в корпоративном секторе в Украине и за рубежом.

25 августа 2015 года распоряжением Президента Украины Арсен Жумадилов был назначен главой Беляевской районной государственной администрации. Беляевский район расположен в географическом центре Одесской области, самый большой район области. За время руководства вывел район на первое место в области по уровню роста финансовых показателей, разработал и внедрил ряд программ, направленных на социально-экономическое развитие. Уделял большое внимание проблемам охраны окружающей среды, антикоррупционной деятельности. Согласно социологическому опросу, за период с декабря 2015 по июнь 2016 восприятие уровня коррупции в органах государственной власти в Беляевском районе уменьшилось в среднем вдвое .

В августе 2016 года выиграл конкурс на должность заместителя Председателя Одесской ОГА, но не был назначен в связи с отставкой тогдашнего председателя ОГА Михеила Саакашвили осенью 2016-го.

10 марта 2017 года уволился по собственному желанию с должности главы Беляевской райгосадминистрации. В 2016 году под председательством Жумадилова Беляевский район в рейтинге деятельности районов области поднялся с 9-10 места на 1-е место.

Старший преподаватель кафедры политологии Национального университета «Киево-Могилянская академия» с 2017 года.

С апреля 2019 года возглавляет национальное агентство « Медицинские закупки Украины ».

С начала полномасштабного вторжения России в Украину мобилизован в ряды Медицинского командования Вооруженных сил Украины .