Mot slutten av 2001 ble Barghouti arrestert av de palestinske sikkerhetsmyndigheter under Den palestinske selvstyremyndighet på orde fra den palestinske president Yasser Arafat, for sin rolle i Sbarro-restaurantbombingen. Etter en forverring i forholdet mellom Den palestinske selvstyremyndighet og Israel i januar 2002, lobbet Fatah-leder Marwan Barghouti Jibril Rajoub, sjef for Den palestinske selvstyremyndighets sikkerhetsstyrker, for løslatelse av Abdullah Barghouti.