Real Madrid'in altyapısından yetişen 26 yaşındaki oyuncu, 2006 yılında ilk kez Real'in A Takımı'nda profesyonelliğe adım atmış; ancak 1 sezon sonra Deportivo La Coruna'ya gönderilmişti. Aynı sezonun ara transfer döneminde Liverpool'a transfer olan Arbeloa, bu takımda kulübüyle bugüne dek 66 resmi karşılaşmada forma giydi.