Han debuterte for den 27. oktober 2004 i en ligacupkamp mot Manchester City FC. Hans første mål for London-klubben kom 9. november 2004 da han scoret to mål i en ligacupkamp mot Everton FC. Den 25. februar 2006 debuterte han for Arsenal i Premier League i en kamp mot Blackburn Rovers FC. Lupoli stoppet på en ligakamp i 2005/06-sesongen, men han hadde i tillegg fire kamper i Carling Cup denne sesongen. I en avstemning på Carlings hjemmeside ble han kåret til «det beste nye talent» i denne turneringen.