Esordisce con la squadra allenata da Arsène Wenger il 6 agosto in Community Shield contro il , nella partita vinta dai "Gunners" per 4-1 ai tiri di rigore dopo l'1-1 dei tempi regolamentari. L'11 agosto 2017, al debutto in Premier League nella partita casalinga giocata contro il Leicester valevole per la prima giornata di campionato (e vinta per 4-3), segna il suo primo gol con la maglia dei "Gunners", aprendo le marcature dell'incontro ad appena 94 secondi dal calcio d'inizio. Va in gol anche nelle due successive gare casalinghe, contro (un gol) e (doppietta). Grazie ai due gol contro il West Brom, Lacazette diviene il primo giocatore dell'Arsenal a segnare nelle prime tre partite interne di campionato con il club dai tempi di Brian Marwood, capace di un'impresa uguale nel settembre 1988. I primi gol europei (doppietta) risalgono alla vittoria per 4-1 contro il , nell'andata dei quarti di finale di Europa League. Chiude la stagione con 17 reti in tutte le competizioni.