[n 2]​[17]​ En su presentación, Arbeloa manifestó la importancia de su fichaje para su carrera tras recalar en la Premier League —considerada en la época como la liga doméstica más competitiva y reconocida junto con la española— y en el club de Merseyside como una oportunidad única.

[19]​ Los «Reds» acabaron venciendo por 1-2 en el Camp Nou con un gran partido del jugador salmantino.

[23]​ La operación en la que el jugador afrontaba una nueva etapa como jugador de primer nivel se cerró por una cantidad cercana a los cuatro millones de euros,[24]​ permitiendo al salmantino volver al club en el cual se formó como profesional y del que se declaró siempre un sentido respeto y cariño, como manifestó el día de su salida: Del habitual lateral izquierdo que ocupaba en Anfield Road, pasó definitivamente al lateral derecho, alternando la posición con Sergio Ramos —jugador que entonces ocupaba también esa demarcación antes de reconvertirse en defensa central—.

En el equipo entrenado por Manuel Pellegrini no defraudó jugando un total de 38 partidos durante toda la temporada 2009-10.

[25]​ Con José Mourinho como entrenador en la temporada 2010-11, se hizo aún más importante en el equipo ampliando su influencia a 43 partidos entre Liga, Copa y Liga de Campeones, en los que anotó un gol, su primero en competición internacional.

[3]​ Sin embargo una lesión le tuvo alejado del equipo prácticamente durante toda la temporada y sólo pudo disputar cuatro partidos con el club londinense, anunciando en el verano de 2017 que se retiraba del fútbol profesional.

Sin embargo no pudo entrar finalmente en la convocatoria por sufrir un desgarro muscular en el abdomen.

Arbeloa saltó al césped del Estadio Martínez Valero en el minuto 74 reemplazando a Sergio Ramos.

[35]​ España acabaría conquistando el título tras derrotar por 0-1 a Alemania en la final de Viena.

[36]​ Al año siguiente, ya con Vicente del Bosque como seleccionador, participó de la Copa FIFA Confederaciones en la que «La Roja» obtuvo el tercer puesto.

[39]​ Dos años después, conquistó la Eurocopa de 2012 en Polonia y Ucrania consiguiendo un histórico triplete.

[40]​ Esta vez, Arbeloa tuvo un rol más importante al disputar todos los partidos como titular.