Как-то странно, вам не кажется? Что с делителем вольтаж выше, чем без него?
пс. Прежде, чем мучать serial проверьте на простом digitalRead/digitalWrite видимость модулями друг друга. Т.е. на ESP выводите логический 0 и 1 на TX выход, как будто там светодиод подключен. А на ардуине читайте порт, что там она видит? И наоборот.
ПС. А 10+20кОм пробовали, вместо 1+2кОм?
Когда согласуете уровни портов - тогда можно мучать serial.