Faits : A. A.a. A._ Sàrl (ci-après: A._) était une société à responsabilité limitée de droit luxembourgeois qui a été constituée le 2 décembre 2003 à Luxembourg. Son capital social s'élevait initialement à 12'500 euros, puis à 12'525 euros et, enfin, à 12'600 euros. A._ avait pour but, tant à Luxembourg qu'à l'étranger, toutes opérations généralement quelconques, industrielles, commerciales, financières, mobilières ou immobilières se rapportant directement ou indirectement à la création, la gestion et le financement, sous quelque forme que ce soit, de toutes entreprises et sociétés ayant pour objet toute activité, sous quelque forme que ce soit, ainsi que la gestion et la mise en valeur, à titre permanent ou temporaire, du portefeuille créé à cet effet dans la mesure où la société doit être considérée selon les dispositions applicables comme " Société de Participations Financières ". A._ ne bénéficiait pas du statut de holding au sens du droit luxembourgeois. A._ était détenue par la société B._ (ci-après: le groupe B._), sise à Delaware, qui agissait à titre de " nominee " pour le compte des quatre sociétés américaines suivantes: C._, D._, E._, F._. Ces sociétés sont toutes domiciliées à Boston, Massachussetts. A.b. Par acte sous seing privé du 4 décembre 2003, A._ a créé avec deux autres associés (G._ Sàrl et H._) X._, une société de personnes organisée sous la forme d'une société en nom collectif de droit luxembourgeois, dotée d'un capital social de 12'500 euros. Elle avait pour but la réalisation de l'accomplissement de toutes les actions ou activités légales pour lesquelles une société en nom collectif peut être constituée selon le droit luxembourgeois incluant l'acquisition, la propriété, la gestion, le maintien et l'aliénation de biens immobiliers et de toutes les mesures nécessaires, appropriées ou accessoires à cette fin. La X._ était composée des trois associés suivants: G._ Sàrl, pour 52,44 % de l'apport initial, A._ Sàrl, pour 37,56% de l'apport initial, et H._ Sàrl, pour 10% de l'apport initial. La X._ a créé I._ Sàrl qui fut inscrite au Registre du commerce de Neuchâtel le 11 mai 2005. Son capital social, entièrement libéré, s'élevait à 250'000 fr. A.c. Le 31 mai 2005, I._ Sàrl a acquis l'intégralité du capital de la société J._ Sàrl pour un montant de 4'674'758 fr. Cette acquisition, qui avait été prévue dans l'acte constitutif, a été financée au moyen de fonds propres, de prêts de la X._ et d'un crédit octroyé par une banque étrangère. Le 9 novembre 2006, I._ Sàrl a revendu sa participation à la société K._ SA, sise à Luxembourg, au prix de 22'023'838 fr. Le 12 septembre 2007, l'assemblée générale de I._ Sàrl a décidé qu'un dividende ordinaire de 4'890'000 fr. serait versé à son associé unique, la X._, sur la base de l'exercice clôturé au 30 novembre 2006. La date d'échéance a été fixée rétroactivement au 10 septembre 2007. Le 22 octobre 2007, I._ Sàrl et A._ ont adressé une demande à l'Administration fédérale des contributions (ci-après: l'Administration fédérale) afin de pouvoir décompter l'impôt anticipé sur le dividende que la X._ devait recevoir de I._ Sàrl. Cette demande a été refusée le 7 décembre 2009. L'Administration fédérale a cependant informé A._ qu'elle pouvait effectuer une demande de remboursement de l'impôt selon les règles applicables entre la Suisse et le Luxembourg. Le dividende versé par I._ Sàrl a été enregistré dans la comptabilité 2007 de la X._ Il a été redistribué par la X._ à A._ dans le courant de l'année 2008. A cette occasion, A._ a touché, selon ses explications, 31,76 % du gain réalisé par la X._, en application des accords de répartition du bénéfice passés entre les associés. Le gain ne correspond pas, cependant, au montant qui a été versé à la X._, dans la mesure où celle-ci a préalablement dû honorer certains prêts octroyés par ses détenteurs. A._ a, durant le même exercice, reversé le montant correspondant à sa part de gain à ses propres propriétaires. A.d. I._ Sàrl a été dissoute le 19 septembre 2007, puis radiée le 14 décembre 2012. Par décision du 31 décembre 2007, A._ a été mise en liquidation. B. Le 15 juillet 2010, l'Administration fédérale a reçu une demande de remboursement de l'impôt anticipé de A._. Le dividende figurant dans la demande de remboursement se rapportait au dividende de 4'890'000 fr. distribué par I._ Sàrl, proportionnellement à la participation de A._ au capital social de la X._ La demande portait par conséquent sur un dividende distribué de 1'836'684 fr. (37,56 % de 4'890'000 fr.). Par courrier du 16 février 2011, l'Administration fédérale a informé A._ que sa demande de remboursement de l'impôt anticipé était rejetée. Le 29 juin 2011, A._ a sollicité une décision formelle à ce sujet. Par décision du 18 juin 2013, l'Administration fédérale a refusé le remboursement de l'impôt. A._ a porté l'affaire devant le Tribunal administratif fédéral qui, par arrêt du 25 juin 2014, a rejeté le recours. Il a considéré en substance que l'intéressée n'avait pas droit au remboursement de l'impôt anticipé en application de la Convention de double-imposition avec le Grand-Duché de Luxembourg, au motif qu'elle ne pouvait être tenue pour le bénéficiaire effectif du dividende versé par I._ Sàrl. Par surabondance de motifs, le Tribunal administratif fédéral a examiné la problématique de l'abus de droit, retenant que le remboursement de l'impôt anticipé reviendrait à couvrir une utilisation abusive du droit conventionnel. C. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande au Tribunal fédéral, sous suite de frais et dépens, d'annuler l'arrêt du 25 juin 2014 rendu par le Tribunal administratif fédéral et d'ordonner le remboursement à la société A._ Sàrl de l'impôt anticipé de 642'839 fr. 40 perçu sur le dividende distribué le 10 septembre 2007 par la société I._ Sàrl avec un intérêt de 5% à compter du 15 juillet 2010. Subsidiairement, A._ demande l'annulation de l'arrêt entrepris et le renvoi à l'autorité précédente pour nouvelle décision dans le sens des considérants. Le Tribunal administratif fédéral a renoncé à prendre position sur le recours et l'Administration fédérale a présenté des observations et conclu au rejet du recours.