Con el equipo asentado y Henry ya considerado una estrella de la liga, varios periodistas y aficionados empezaron a exigir títulos más frecuentemente al equipo. El éxito finalmente llegó durante la temporada 2001–02. El Arsenal terminó siete puntos por encima del Liverpool para ganar el título de la Premier League, y derrotó al Chelsea por 2-0 en la final de la FA Cup. Henry se convirtió en el máximo goleador de la liga y anotó 32 goles en todas las competiciones, y llevó al Arsenal al doblete y su primera medalla con el club. Había muchas expectativas de que Henry replicaría su gran momento de forma en el Arsenal para Francia durante el Mundial de Corea-Japón 2002, pero los campeones defensores sufrieron una sorpresiva eliminación en fase de grupos sin anotar un gol.