Watford trampade gasen i botten tidigt i matchen, och gjort två mål på bara tre minuter under matchens första kvart genom Younes Kaboul och Troy Deeney.
Arsenal reducerade genom Alex Iwobi i den andra halvleken, men det räckte inte och Gunners fick inkassera sin första hemmaförlust på hemmaplan i ligan sedan premiären mot Liverpool.
Tottenham lyckades därmed också gå förbi sina antagonister upp till andra plats i tabellen, då man samtidigt tog en poäng borta mot Sunderland genom 0-0 på Stadium of Light. Chelsea toppar just nu på 56 poäng, nio före Spurs.
Se alla resultat från kvällens Premier League här nedan.