Am 17. Mai 2002 spielte Arschawin in der Vorbereitung zur Weltmeisterschaft 2002 bei einem Spiel gegen Weißrussland erstmals in der russischen Fußballnationalmannschaft, wurde aber aus dem Kader vor der endgültigen Nominierung aussortiert; 2004 wiederholte sich dies vor der Europameisterschaft, auch hier gehörte er zum erweiterten Kader in der Vorbereitung, wurde dann aber doch nicht für das endgültige Aufgebot berücksichtigt. Spätestens während der Qualifikation zur Euro 2008 entwickelte er sich zum absoluten Führungsspieler der russischen Auswahl – neben drei Toren bereitete er sechs Tore seiner Mitspieler vor, so dass er trotz einer Sperre für die ersten beiden Vorrundenspiele in den russischen Kader für die Euro 2008 berufen wurde. Nach Absitzen der Sperre spielte er in den drei weiteren EM-Spielen mit russischer Beteiligung stets über die volle Zeit, schoss zwei Tore und wurde zweimal zum "Mann des Spiels" gewählt. Am Ende der Europameisterschaft 2008 erreichte Russland das Halbfinale. Arshawin wurde in das UEFA-Allstar-Team gewählt.