I successi del club degli anni novanta e duemila sono in parte merito dell'allenatore francese Arsène Wenger, ingaggiato nel 1996 e rimasto sulla panchina della squadra per quasi 22 anni. Wenger adottò nuove tattiche ed un nuovo regime di allenamento e acquisì alcuni giocatori stranieri che servirono da complemento per i talenti inglesi già in squadra. L'Arsenal vinse un secondo "double" di coppe nel 1997-1998 e un terzo nel 2001-2002. Inoltre il club raggiunse la finale di Coppa UEFA nel 1999-2000 (persa ai rigori contro il Galatasaray), vinse la FA Cup nel 2002-2003 e nel 2004-2005 e vinse la Premier League nel 2003-2004 senza perdere una sola partita, guadagnandosi così il soprannome di "Invincibili"; in tutto il club ottenne 49 risultati utili consecutivi tra il 7 maggio 2003 e il 16 ottobre 2004 (le ultime due partite della stagione 2002-2003, tutte le trentotto di quella 2003-2004 e le prime nove di quella 2004-2005), conseguendo il record d'imbattibilità della Premier League. La serie fu interrotta il 24 ottobre 2004, quando i "Gunners "furono sconfitti per 2-0 dal Manchester United ad Old Trafford.