Nel 1886 degli operai del Royal Arsenal di Woolwich fondano la squadra che sin d’allora si chiama "Dial square", poi “Royal Arsenal“, in seguito “Woolwich Arsenal” tra il 1891 ed il 1914. I « Reds » di Woolwich all'epoca sono ancora un club abbastanza modesto del sud-est londinese, tuttavia però, dal 1893, l'Arsenal diviene il primo club di Londra e di tutto il sud del regno ad entrare a far parte della grande lega dei club del nord. All'inizio del XX secolo con la Guerra anglo-boera l'arsenale reale è molto sollecitato ed è a causa di ciò che la tribuna dello stadio di Manor Field venne soprannominata « Kop » o « Spion Kop », dal nome della collina sudafricana dove 322 soldati trovarono la morte nel gennaio 1900. I Gunners lasciano il Manor Ground il 26 aprile 1913 per giocare alla periferia nord di Londra nel campo di Highbury. Sulla scia di questo trasloco il club muta il suo nome semplicemente in "Arsenal".

Lo stadio di Highbury (38 500 posti) è situato alla periferia nord di Londra, precisamente a Islington. Prossimamente sarà rimpiazzato da un nuovo stadio di circa 60 000 posti situato non lontano da Highbury. Negli anni '30 è protagonista assoluto sulla scena calcistica inglese non solo vincendo numerosi titoli inglesi in pochi anni, ma soprattutto per aver lanciato una tattica di gioco che si rivelò rivulozionaria: il sistema ideato da Herbert Chapman. I colori del club sono il rosso ed il bianco. La famosa casacca rossa a maniche bianche venne inaugurata nel 1933.

La vittoria del titolo inglese del 1989, giunta dopo un lungo campionato testa a testa con il Liverpool, deciso all'ultima giornata grazie alla differenza reti dopo che le due squadre finirono a 76 punti ciascuna, fu immortalata dal film "Febbre a novanta". Sotto la guida dell'alsaziano Arsène Wenger, la squadra ha battuto il record d'imbattibilità in Premier League riuscendo a giocare ben 49 partite senza perdere. Con Wenger, inoltre, l'Arsenal ha fatto dimenticare il soprannome di boring Arsenal (Arsenal noioso) che si portava dietro da diversi decenni, riuscendo fra l'altro a interrompere la lunga serie di vittorie del Manchester United che ha caratterizzato tutti gli anni '90. L'Arsenal è la squadra che da più tempo milita in prima divisione inglese, esattamente dalla stagione 1919-20. L'ultima stagione in seconda divisione risale al campionato interrotto dalla Prima Guerra Mondiale (1914-15). Nel 2005-2006 ha raggiunto, per la prima volta nella sua storia, la finale di Champions League, perdendola per 2-1 contro il Barcellona.

Il 7 maggio 2006 l'Arsenal gioca l'ultima partita ufficiale nello storico stadio di Highbury battendo 4-2 il Wigan con una tripletta dell'asso francese Henry. Dalla stagione successiva i Gunners giocheranno le partite casalinghe nell'Emirates Stadium. La loro imbattibilità nel nuovo stadio durerà per circa 9 mesi, dopo verranno battuti in casa contro il West Ham per 1 a 0.