W listopadzie 2005 zwróciła się do rosyjskiego łyżwiarza Nikołaja Morozowa, który został jej trenerem.
Zimowe Igrzyska Olimpijskie 2006 Na Zimowych Igrzyskach Olimpijskich 2006 w Turynie, po programie krótkim Arakawa zajmowała trzecią pozycję, za Sashą Cohen i Iriną Słucką. Mimo że Cohen i Słucka były faworytkami, obie zaliczyły upadek podczas programu dowolnego. Arakawa wykonała czysty program dowolny. Jednym z jego głównych punktów było wykonanie przez nią Iny Bauer, a następnie kombinacji trzech skoków. W czasie wykonywania programu zmieniła planowaną kombinację potrójnych skoków na kombinację potrójny salchow-podwójny toeloop.
Łącznie otrzymała 191,34 punktów, prawie osiem więcej niż zajmująca drugie miejsce Cohen (183,36), co dało jej złoty medal. Słucka zajęła trzecie miejsce z notą 181,44.
Zwycięstwo Arakawy było pierwszym w historii olimpijskim złotem dla łyżwiarza z Japonii i jedynym medalem zdobytym dla Japonii w Turynie. Arakawa była drugą Japonką, która wywalczyła złoto na zimowych igrzyskach olimpijskich (po Tae Satoya) oraz drugą po Midori Itō łyżwiarką, która zajęła miejsce na olimpijskim podium. Mając 24 lata była najstarszą od ponad 80 lat mistrzynią olimpijską w łyżwiarstwie.