Sunderland tog ledningen mot Arsenal efter en underlig situation. Per Mertesacker skulle enkelt lägga hem bollen till målvakten Szczesny, men trampade snett och föll handlöst till marken. Det utnyttjade McClean genom att sprinta fram mot mål och distinkt skjuta in 1-0.
Men gästerna reste sig några minuter senare. Aaron Ramsey sparkade in kvitteringen via stolpen med kvarten kvar av matchen.
Sedan spikade Thierry Henry slutresultatet med 2-1 precis i slutminuterna, på ett fint inlägg från den stenhårt kritiserade Andrej Arsjavin.
Detta var fransmannens sista match innan lånet från New York Red Bulls tar slut. Managern Hasse Backe har deklarerat att det inte blir någon förlängd sejour i England, utan Henry ska finnas tillgänglig till ligastarten i MLS.
Sunderland: Mignolet, Bardsley, Turner, O'Shea, Richardson, Larsson, Gardner, Colback, McClean, Sessegnon, Campbell.
Bänken: Westwood, Bridge, Wickham, Ji, Meyler, Kyrgiakos, Elmohamady.
Arsenal: Szczesny, Sagna, Mertesacker, Vermaelen, Koscielny, Arteta, Song, Rosicky, Walcott, van Persie, Oxlade-Chamberlain.
Bänken: Fabianski, Henry, Ramsey, Arshavin, Gibbs, Benayoun, Coquelin.