Olivier Giroud anotó dos de los tres goles que Arsenal metió en los 22 últimos minutos.
Mesut Ozil marcó su primer gol en tres meses para darle la delantera a Arsenal a los siete minutos, Romelu Lukaku empató a los 32, y Mikel Arteta devolvió la ventaja a los anfitriones a los 68.
Eso significa que la Copa de la FA es la prioridad para los Gunners, que no levantan un trofeo desde 2005, y el equipo de Arsene Wenger no controló las acciones hasta la entrada de Giroud a los 61 minutos.
El delantero francés, que reemplazó a su compatriota Yaya Sanogo, dio a Arsenal más presencia en el área y abrió espacios para los mediocampistas de ataque.
Alex Oxlade-Chamberlain fue derribado por Gareth Barry para el penal, que Arteta tuvo que patear dos veces, después que el primero fue invalidado porque Giroud entró al área antes de tiempo.
Giroud empujó un centro de Bacary Sagna a los 83 para el segundo y, después de una buena jugada, Oezil mandó un centro para el segundo de Giroud dos minutos después.
Ozil ha sido blanco de críticas de los hinchas de Arsenal por el bajón en su rendimiento en meses recientes, pero el volante alemán tuvo un gran desempeño en ataque e incluso en la recuperación.