El conjunto de Arsene Wenger, que mezcló titulares habituales con jugadores con pocos minutos y que no incluyó a David Ospina en la lista de convocados, puso el choque de cara a los dos minutos con el tanto de Theo Walcott. En el 24, el alemán Mesut Özil, repuesto ya de la lesión que le ha mantenido al margen de la competición, marcó el segundo.
Tras el descanso, sin embargo, el equipo local reaccionó y se metió en el enfrentamiento con el gol de Chris O'Grady aunque el checo Tomas Rosicky devolvió la renta al cuadro londinense nueve minutos después.
Un tanto de Sam Baldock a falta de un cuarto de hora devolvió la inquietud a la eliminatoria. El Arsenal mantuvo el tipo y amarró la victoria que le sitúan en los octavos de final de la Copa.
También selló el pase el Aston Villa, que ganó al Bournemouth (2-1) con los goles del español Carles Gil y de Andreas Weimann. Callum Wilson, en el tiempo añadido, acortó distancias para los visitantes.
Jornada completa:
Viernes
Cambridge United 0 - 0 Manchester United
Sábado
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Blackburn Rovers 3 - 1 Swansea
Birmingham 1 - 2 West Bromwich
Cardiff 1 - 2 Reading
Chelsea 2 - 4 Bradford
Derby County 2 - 0 Chesterfield
Manchester City 0 - 2 Middlesbrough
Preston 1 - 1 Sheffield United
Southampton 2 - 3 Crystal Palace
Sunderland 0 - 0 Fulham
Tottenham 1 - 2 Leicester
Liverpool 0 - 0 Bolton
Domingo
Briston City 0 - 1 West ham
Aston Villa 2 - 1| Bournemouth
Brighton 2 - 3 Arsenal
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Lunes
Rochdale - Stoke
Clasificados para octavos de final: Blackburn Rovers, West Bromwich, Reading, Bradford, Derby County, Middlesbrough, Crystal Palace, Leicester, West Ham, Aston Villa y Arsenal.
Desempate (replay): Manchester United-Cambridge United, Sheffield United-Preston, Fulham-Sunderland, Bolton-Liverpool.