Medwedewa-Arbusowa startete im Januar 1997 erstmals imWeltcupinKawgolowound belegte dort den 42. Platz über 15 km Freistil. Bei derWinter-Universiade 1997inMujuerrang sie den 14. Platz über 15 km Freistil und jeweils den achten Rang über 10 km klassisch und in der Doppelverfolgung und holte bei derWinter-Universiade 1999inŠtrbské Plesodie Goldmedaille mit der Staffel. Ihren ersten Weltcuppunkte holte sie im November 2000 inBeitostølenmit dem 17. Platz über 10 km Freistil. Bei derWinter-Universiade 2001inZakopanegewann sie Bronzemedaille über 15 km Freistil. Im Januar 2002 kam sie beim Weltcup inNové Městomit dem sechsten Platz über 5 km Freistil erstmals unter die ersten Zehn und holte tags darauf zusammen mitJulija Tschepalowaim Teamsprint ihren ersten Weltcupsieg. In der Saison2002/03erreichte sie im Weltcupeinzel zwei Top-Zehn-Platzierungen und zum Saisonende den 32. Platz im Gesamtweltcup. Beim Weltcup inDavoswurde sie Zweite mit der Staffel. Bei denNordischen Skiweltmeisterschaften 2003imFleimstalerrang sie den 27. Platz über 30 km Freistil und den 22. Platz imSkiathlon.Nach vier Platzierungen in den Punkterängen zu Beginn der Saison2004/05,siegte sie inLago di Teseromit der Staffel und belegte inRamsau am Dachsteinden dritten Platz im 15-km-Massenstartrennen. Im Februar 2005 holte sie über 10 km Freistil inReit im Winklihren einzigen Einzelsieg im Weltcup. Bei denNordischen Skiweltmeisterschaften 2005inOberstdorfgewann sie die Silbermedaille mit der Staffel. Zudem wurde sie Zehnte über 10 km Freistil. Zum Saisonende errang sie inFalunden dritten Platz mit der Staffel und erreichte den 17. Platz im Gesamtweltcup und den 11. Rang im Distanzweltcup. In der Saison2005/06kam sie im Weltcup fünfmal in die Punkteränge, darunter dreimal unter die ersten Zehn. Beim Saisonhöhepunkt denOlympischen Winterspielen 2006gewann sie inPragelatodie Bronzemedaille im Skiathlonrennen über 15 Kilometer und holte dort Gold mit der Staffel. Zudem belegte sie den 21. Platz im 30-km-Massenstartrennen. Die Saison beendete sie auf dem 26. Platz im Distanzweltcup. In der folgenden Saison errang sie den 34. Platz bei derTour de Ski 2006/07und den 20. Platz im Distanzweltcup. Ihre beste Saisonplatzierung im Weltcupeinzel war der vierte Platz inCavaleseüber 10 km Freistil und inRybinskim 15-km-Massenstartrennen. Bei denNordischen Skiweltmeisterschaften 2007inSapporobelegte sie den 18. Platz im Skiathlon, den 11. Rang über 10 km Freistil und den siebten Platz mit der Staffel. In der Saison2007/08kam sie im Weltcup 16-mal in die Punkteränge, darunter viermal unter die ersten Zehn. DieTour de Ski 2007/08beendete sie auf dem 24. Platz. Im Januar 2008 errang sie beim Weltcup inCanmoreim Skiathlon und über 10 km Freistil jeweils den zweiten Platz. Im März 2008 wurde sie russische Meisterin in der Verfolgung und erreichte zum Saisonende den 24. Platz im Gesamtweltcup und den 19. Rang im Distanzweltcup. Nach zwei Top-Zehn-Ergebnissen im Weltcupeinzel zu Beginn der folgenden Saison, errang sie den 18. Platz bei derTour de Ski 2008/09.Es folgten zwei weitere Top-Zehn-Platzierungen und der 17. Platz beimWeltcupfinalein Falun. Bei denNordischen Skiweltmeisterschaften 2009inLiberecgewann sie die Silbermedaille im 30-km-Massenstartrennen. Zudem errang sie den 12. Platz im Skiathlon. Die Saison beendete sie auf dem 20. Platz im Gesamtweltcup und auf dem 16. Rang im Distanzweltcup. In ihrer letzten aktiven Saison2009/10kam sie im Weltcup viermal unter die ersten Zehn. Bei derTour de Ski 2009/10belegte sie den 11. Platz. Dabei wurde sie Dritte bei der Abschlussetappe. Bei denOlympischen Winterspielen 2010inVancouvererrang sie den 39. Platz im Skiathlon und jeweils den siebten Platz über 10 km Freistil und mit der Staffel. Zum Saisonende erreichte sie den 25. Platz im Gesamtweltcup und den 18. Rang im Distanzweltcup.