Lite visste de på den tiden, men tapet mot Leeds skulle bli det siste for over ett år. 2003–04 var en rekordbrytende sesong for Arsenal, da de vant Premier League uten å tape en eneste kamp (26 seire, 12 uavgjorte og 0 tap), og endre 11 poeng foran andre plasserte Chelsea. Arsenal ble det andre laget til å gå uten tap hele sesongen, det første var Preston North End i 1888–89, men Preston hadde bare spilt 22 kamper i sin sesong (mot Arsenals 38). Arsenals rivaler tok hevn i de andre konkurransene, Arsenal ble slått i Champions Leagues kvartfinaler og FA-cupens semifinaler av Chelsea og Manchester United, i to påfølgende kamper. Med muligheten for en kollaps mot slutten av sesongen, så kom Arsenal tilbake i den neste kampen, fra å ligge under 1-0 og 2-1 mot Liverpool til å vinne 4-2 takket være et hat-trick av Thierry Henry, og avsluttet med å vinne ligaen med uavgjort 2-2 borte mot Tottenham Hotspur. Arsenal klarte ikke å forsvare tittelen i 2004–05, og kom på andreplass, bak et rekordsettende Chelsea lag, men Arsenal fortsatte sin rekke med kamper uten tap til 49 sammenhengende kamper, en rekord i Premier League. Den gamle rekorden ble utlignet med en dramatisk 5-3 seier over Middlesbrough (Arsenal var under med 3-1 rett etter pause) og de passerte den gamle rekorden med 3-0 seieren over Blackburn Rovers, før det hele sluttet med bortetapet 2-0 mot Manchester United. Dette tapet gjorde laget urolige og for en periode ute av form og laget falt ut av kampen om ligatittelen, men mot slutten av sesongen blomstret laget igjen og de sikret seg andreplassen og avsluttet sesongen med en 7-0, seier over Everton. Laget klarte ikke noen Champion League heder denne sesongen heller, laget ble slått ut i andre runde av Bayern München (3-2 sammenlagt). Men laget kom ikke tomhendt ut av sesongen, Arsenal tok sin tredje FA-cup tittel på fire år, etter å ha slått Manchester United 5-4 på straffespark i en kamp som var målløs etter fulltid.