Etter kun et halvt år hos «den gamle dame» dro han sammen med sine franske venner Patrick Vieira og Emmanuel Petit videre til Arsenal. Den 3. august 1999 signerte Henry for Arsenal, under ledelse av hans tidligere sjef fra tiden i Monaco – Arsene Wenger. Wenger mente fortsatt at Henry skulle spille midtspiss, men da sa Henry: «Men trener; jeg kan ikke score mål.» Bare fire dager senere spilte han sin første kamp som innbytter mot Leicester City. Han kom til mange sjanser i den kampen, men han har selv sagt at skuddene var en større trussel for tilskuerne enn for Leicesters målvakt. Hans første mål kom mot Southampton på The Dell. Men det var ikke før 28. november samme år at han for alvor fikk sitt gjennombrudd for Arsenal. To sene scoringer sikret 2–1-seier over Derby County, og det var aldri noe mer diskusjon om hvor hans plass på laget var.