Дебютировал в Континентальной хоккейной лиге 13 сентября 2009 года в домашнем матче «Металлурга» против «Витязя», завершившимся поражением новокузнечан 1:3. На следующий день Захар был отправлен в молодёжную команду, и следующий вызов в «Металлург» получил в начале декабря. В своей четвёртой игре в КХЛ 12 декабря 2009 года забросил первую в карьере шайбу в ворота ХК МВД. Всего в &lt;a href="%D0%9A%D0%A5%D0%9B%20%D0%B2%20%D1%81%D0%B5%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%B5%202009/2010"&gt;сезоне 2009/2010&lt;/a&gt; Арзамасцев сыграл за «Металлург» 21 матч, набрал 2 очка за результативность (1+1). В апреле 2010 года участвовал в юниорском чемпионате мира (до 18 лет) в составе сборной России (итог — 4 место). В ноябре 2010 года — в Subway Super Series в составе молодёжной сборной России. Был одним из претендентов на поездку на МЧМ 2011, однако в окончательный состав не попал.