Sebagai pemain, Arbeloa merupakan bagian penting dari salah satu era paling sukses Real Madrid. Ia membela El Real pada periode 2009–2016 dan mencatatkan 238 penampilan resmi. Selama periode tersebut, ia mempersembahkan delapan trofi bergengsi, termasuk dua gelar Liga Champions.
Di level internasional, Arbeloa juga menjadi bagian dari generasi emas timnas Spanyol. Ia meraih gelar juara Piala Dunia 2010 serta dua gelar Piala Eropa pada 2008 dan 2012, dengan total 56 caps bersama La Roja.***