19日，阿森纳以1200万欧元收购维尔马伦，他与阿森纳签订4年合约，并穿上5号球衣。在2009/2010年赛季，即维尔马伦加盟阿森纳后首季，他经已成为队中正选，取代同年转会至曼城的科洛·图雷，与加拉斯合作扼守中路。维尔马伦在2009年8月15日对阵埃弗顿的比赛中首次代表阿森纳上阵，并接应范佩西的传中球为阿森纳攻入1球，成为阿森纳史上第84名在处子战入球的球员，最终他协助球队以6-1大胜埃弗顿。在余下赛季，他参与了33场英超比赛，攻入7球之多，加上于欧冠杯作客标准列治的比赛中射入1球，他以合共取得8球的成