במוקדמות יורו 2008, תחת המאמן חוס הידינק, הנהיג ארשאבין את נבחרת רוסיה להעפלה מפתיעה לטורניר, על חשבונה של נבחרת אנגליה. במשחק מול אנדורה בסיום המוקדמות דרך על רגלו של שחקן יריב, ועקב כך הושעה משני משחקי הפתיחה בטורניר עצמו – בהם התמודדה רוסיה מול ו. הוא שב להרכב במשחק השלישי של שלב הבתים, מול נבחרת שוודיה, הבקיע שער בניצחון 0:2 וסייע לנבחרתו להעפיל לשלב הבא. ברבע הגמר, מול נבחרת הולנד, הבקיע שער ובישל אחד נוסף בהארכה שבזכותם ניצחה הנבחרת בתוצאה 1:3. בכך העפילה רוסיה לחצי גמר אליפות אירופה לראשונה בתולדותיה כמדינה עצמאית. על אף שהובסה בשלב הבא 3:0 מול ספרד, נחשבה לאחת מהנבחרות המפתיעות בטורניר. ארשאבין עצמו נכלל על ידי אופ"א בנבחרת השחקנים המצטיינים בטורניר.