Spurs memimpin di Stadion Emirates setelah kapten mereka Heung-min Son membelokkan gol pembuka pada menit ke-25.
Namun, The Gunners sudah berada di puncak sebelum itu, dan pantas unggul sebelum jeda.
Gol bunuh diri Dominic Solanke membuat mereka kembali menyamakan kedudukan dan kemudian Leandro Trossard membawa Arsenal unggul.
Kemenangan tersebut berarti Arsenal kini hanya tertinggal empat poin dari pemimpin liga Liverpool, yang memiliki satu pertandingan tersisa.
Simon Collings berada di Emirates Stadium untuk menyoroti poin pembicaraan terbesar The Gunners.
Sebuah permainan yang familiar, tetapi dengan hasil yang berbeda.
Ini adalah penampilan yang telah disaksikan oleh para penggemar Arsenal beberapa kali baru-baru ini, namun untungnya bagi mereka kali ini mereka berada di sisi kanan dari hasil tersebut.
The Gunners menciptakan cukup peluang untuk memenangkan pertandingan ini dengan lebih nyaman dan kebutuhan akan penguatan serangan bulan ini tetap jelas.
Kai Havertz menyia-nyiakan peluang besar dari tendangan sudut di awal babak kedua dan Martin Odegaard entah bagaimana melepaskan tembakan melebar di akhir.
Ada peluang lain juga dan kekalahan pekan lalu dari Manchester United dan Newcastle menunjukkan bagaimana Arsenal bisa dihukum jika mereka tidak lebih klinis.
Namun, derby ini adalah hasil bagi Arsenal. Setelah minggu yang sulit di mana suasana tampaknya berubah di Emirates, mereka membutuhkan kemenangan untuk menghidupkan musim mereka.
Bukan untuk pertama kalinya, situasi bola mati membuat mereka kembali menyamakan kedudukan setelah gol pertama Son yang terdefleksi.
Gabriel melepaskan diri di tiang jauh dan sundulannya masuk ke gawang di depan Solanke setelah tendangan sudut Declan Rice membawanya keluar.
Arsenal kemudian, mungkin, mendapatkan keberuntungan yang mereka dambakan. Mengambil bola di lini tengah, Thomas Partey menemukan Odegaard dan menarik Trossard menjauh.
Pemain Belgia itu melangkah maju dan memukul bola dengan baik, tetapi kiper Spurs Antonin Kinsky merasa dia seharusnya bisa melakukannya lebih baik.
Pencarian terus dilakukan untuk mencari pengganti Saka
Mikel Arteta pasti berharap ini adalah kali kelima keberuntungannya menunjuk timnya untuk derby London utara ini.
Sejak Bukayo Saka mengalami cedera hamstring bulan lalu, pemain Spanyol itu berusaha mencari solusi untuk hidupnya tanpa pemain sayap bintangnya.
Sebelum Rabu malam, empat pemain bermain di sayap kanan dan jumlahnya menjadi lima ketika Raheem Sterling ditunjuk.
Pemain berusia 30 tahun ini telah mengalami masa-masa sulit di London utara sejak tiba dengan status pinjaman dari Chelsea pada hari batas waktu transfer musim panas.
Sterling gagal masuk ke tim dan, sama seperti Saka yang cedera bulan lalu, dia juga mengalami cedera lutut.
Setelah itu, Sterling diberi kesempatan di sini dan memulai dengan cemerlang. Dalam beberapa menit dia hampir tertinggal setelah bola Myles Lewis-Skelly sampai padanya.
Namun, Kinsky mampu menggagalkannya dan itu menyimpulkan malam Sterling. Ada momen-momen cerah tetapi bukan produk akhir yang dibutuhkan Arsenal di sisi kanan dan dia diganti setelah menit ke-60.
Lewis-Skelly kembali bersinar
Tanda kebangkitan pesat Lewis-Skelly adalah ketika Arsenal bertandang ke Tottenham awal musim ini pada bulan September, dia bahkan belum melakukan debut seniornya.
Sejak itu, pemain berusia 18 tahun ini telah masuk ke tim Arsenal dan membuktikan dirinya sebagai kandidat sejati untuk posisi bek kiri.
Riccardo Calafiori melewatkan pertandingan ini karena cedera tetapi, meskipun fit, ada argumen yang mengatakan Lewis-Skelly akan menjadi starter.
Remaja tersebut terlihat berani dalam situasi ini dan itu meskipun menjadi pemain berusia 18 tahun pertama yang menjadi starter dalam derby London utara untuk Arsenal sejak Cesc Fabregas pada tahun 2005.
Lewis-Skelly memancarkan ketenangan dalam pertarungan dan juga bertahan secara fisik, menjaga Dejan Kulusevski tetap tenang sepanjang musim. Spurs menempatkan Brennan Johnson di sisi kanan setelah turun minum, tapi dia juga tidak merasa senang.
Rice baru-baru ini mengatakan dia terkesan dengan Lewis-Skelly, dan mengatakan bahwa itu pasti “dibuat di laboratorium”, dan mudah untuk mengetahui alasannya. Kedewasaan yang ia tunjukkan jauh melampaui kedewasaan seorang anak berusia 18 tahun.