I september 2010 ble han utnevnt til i Ukrainas nasjonalbank, og erstattet da Anatoliy Shapovalov i denne stillingen. Den 23. desember 2010 valgte parlamentet ham som ny sentralbanksjef. Han tiltrådte denne stillingen 19. januar 2011. Etter Mykola Azarovs fratreden som statsminister 28. januar 2014, ble Arbuzov som første stedfortredende statsminister, også sjef for regjeringen som fungerer som et forretningsministerium.