À son admission au service actif, l'Arethusa est affecté à la 3e escadre de croiseurs (3rd Cruiser Squadron), affecté auprès de la flotte de la Méditerranée. Il est le navire-amiral de l'escadre, remplaçant le croiseur léger HMSDelhi en . Le à son arrivée, il s'échoue à l'entrée du port de La Valette. En septembre-, il est en refonte en Grande-Bretagne avant de reprendre sa place au sein du dispositif britannique en Méditerranée.
Au début de 1940, l'Arethusa et son sister-shipPenelope sont réaffectés en métropole au sein de la Home Fleet. Basés à Scapa Flow puis à Rosyth, ils furent chargés en priorité de patrouilles pour intercepter les raiders allemands. Ils participèrent à la campagne de Norvège au printemps, assurant essentiellement des transports rapides entre les îles Britanniques et la Norvège mais le , les deux croiseurs furent réaffectés au Nore Command (le Nore était un mouillage situé sur la Tamise à quelques kilomètres de Londres). Ils furent chargés de l'appui aux troupes engagés sur le continent, et rapidement, d'assurer l'évacuation du Corps expéditionnaire britannique depuis les ports de la Manche et de l'Atlantique (opération Cycle et Ariel), avant de protéger le pas de Calais lorsque la Grande-Bretagne fut menacé par l'opération Seelowe[1].
Le , il intégra la force H, un groupe occasionnel basé à Gibraltar. À la suite de l'armistice entre la France et l'Allemagne, Churchill ordonne à la Royal Navy de neutraliser la flotte française par tous les moyens. La force H dont fit partie le croiseur Arethusaneutralisa la Force de Raid à Mers el-Kébir.
Le croiseur léger est en entretien en Grande-Bretagne d'août à . Il reprend du service en , multipliant les patrouilles au large des îles Britanniques lorsqu'il ne couvre pas des opérations de mouillage de mines[1].
L'Arethusa reçut en deux affûts quadruples 2 pounders en remplacement de la catapulte, et plus tard dans l'année, deux lanceurs UP et quatre canons de 20 mm en affûts simples. Au printemps 1942, les affûts simples de 102 mm furent remplacés par des affûts doubles et quatre autres canons de 20 mm. Trois canons de 20 mm furent embarqués en . Lors des réparations aux États-Unis, les deux affûts quadruples 2 pounders furent remplacés par deux affûts quadruples de 40 mm, les trois canons de 20 mm installés en furent remplacés par quatre affûts doubles de 20 mm[1].
L'Arethusa resta affecté au sein de la force H jusqu'en après avoir participé notamment à la traque du cuirasséBismarck (de manière indirecte car il fut basé en Islande, étant prêt à couper la route d'une éventuelle retraite vers le nord du cuirassé allemand). Il participa également à la couverture de convois en direction de Malte.
Il subit un grand carénage en Grande-Bretagne de la fin du mois d' à la fin du mois d' avant une remise en condition. Il participe ensuite du 26 au à l'opération Anklet, un nouveau raid dans l'archipel des Lofoten, raid au cours duquel il fut suffisamment endommagé pour passer près de trois mois en réparations[1].
Après des réparations dans son chantier constructeur jusqu'en , il retourna en Méditerranée en , affecté à cette occasion à la 15e escadre de croiseurs (15th Cruiser Squadron) opérant depuis Alexandrie pour couvrir les nombreux convois ravitaillant Malte.
Au cours de l'opération Stoneage (couverture du passage du convoi MW13), il fut sérieusement endommagé par une torpille aéroportée italienne qui le toucha à bâbord, au niveau de la tourelle B, causant la mort de 156 marins alors que 42 autres étaient blessés. Après des réparations temporaires à Alexandrie jusqu'au , il gagna le Charleston Navy Yard(en) (Caroline du Sud) pour une remise en état complète qui s'acheva le [1].
Redevenu pleinement opérationnel en , il participa à l'opération Neptune, la première phase de l'opération Overlord le , au sein de la Force D à Sword Beach. Cette force D est composée des cuirassésWarspite et Ramillies, les croiseurs légers Mauritius et Danae, le croiseur lourd Frobisher, le croiseur léger polonais Dragon plus quatre destroyers et deux frégates. Rejointe la monitorRoberts, la force D pilonna Sword Beach[1].
Il eut ensuite l'insigne honneur de transporter le roi George VI lors de sa traversée de la Manche pour une visite au quartier général allié. Il l'embarqua le pour la traversée de la Manche.
Déployé en baie de Seine, il fut endommagé par des coups à toucher et une mine magnétique aéroportée qui l'oblige à des réparations jusqu'à la fin de l'année 1944[1].
En , il retourna en Méditerranée au sein du 15e escadre de croiseurs (15th Cruiser Squadron) et y resta jusqu'en , date à laquelle il rentra en Grande-Bretagne et fut immédiatement mis en réserve au mouillage du Nore.
En 1946, il fut proposé à la marine norvégienne mais celle-ci ne donna pas suite, étant alors maintenu en réserve. Jugé trop petit pour être modernisé, il est vendu à la démolition le . À son arrivée le à Newport (Glamorgan)[1], la compagnie John Cashmore Ltd fut chargée de son démantèlement.
(en) Jürgen Rohwer, Gerhard Hümmelchen et Thomas Weis (Chronik des Seekrieges, 1939-1945.), Chronology of the War at Sea, 1939–1945: The Naval History of World War Two, Annapolis, US Naval Institute Press, , 3eéd., 532p. (ISBN978-1-861-76257-3 et 978-1-591-14119-8, OCLC76797349)
M. J. Whitley, Cruisers of World War Two: An International Encyclopedia, London, Cassell, (ISBN1-86019-874-0)
S.V. Patyanin (С.В.Патянин), Kreysera tipa Arethusa (Крейсера типа «Аретьюза»), series Morskaya Kollektsya 6/2002 (en russe)
Lt Cdr Geoffrey B Mason, «HMS ARETHUSA», Service Histories of Royal Navy Warships in World War 2, sur Service Histories of Royal Navy Warships in World War 2, (consulté le )
Royal Navy
