Quando um pacote cruza um limite de sub-rede (por exemplo, alcançando um roteador de LAN), o endereço MAC é descartado porque não significa absolutamente nada fora da sub-rede na qual se originou. Não é possível recuperar o endereço MAC da máquina de outra pessoa se o seu único método de acesso a ela envolver um roteador. (O endereço MAC original não é transmitido para o próximo salto.) Os dados da Camada 3, que são a carga útil do pacote da Camada 2, precisam ser reempacotados.
Quando o roteador precisa enviar o pacote para o próximo roteador na cadeia, o que acontece depende do protocolo da camada 2. Se a Ethernet ainda estiver sendo usada, haverá algum endereço MAC nos pacotes enviados. (É possível construir roteadores que se comuniquem através de portas seriais.) É teoricamente possível evitar o uso de ARP mesmo com Ethernet, já que as tabelas de roteamento podem mapear endereços IP de destino para portas físicas, removendo a funcionalidade de mapeamento de endereços MAC para essas portas. No entanto, ainda existe um campo para um endereço MAC em todos os pacotes Ethernet.