Arteche había sido internacional juvenil y sub 21, pero durante años tuvo la puerta de la selección absoluta cerrada por Andoni Goikoetxea y Antonio Maceda. Finalmente debutó a los 29 años, el 12 de noviembre de 1986 ante Rumanía, en el Estadio Benito Villamarín de Sevilla, en un partido clasificatorio para la Eurocopa 1988 que se saldó con victoria de España por 1 a 0. Esa tarde formó pareja con el madridista Manolo Sanchis. Jugó sucesivamente otros dos partidos, estrenándose en uno de ellos como goleador internacional (frente a el 3 de diciembre de 1986). En su cuarto partido con le tocó marcar a un inspirado Gary Lineker, que anotó 4 tantos. Ese partido sería el último de Arteche con "La Roja".