Redan efter 17 minuter tvingades Phil Jones byta på grund av skada. Rafael kom in i hans ställe.
Manchester United har tryckte tillbaka Arsenal under den första halvleken och Nani fick ett bra läge in den 35:e minuten efter att Evra tagit sig fram till kortlinjen. Avslutet räddades vid den första stolpen av Szczesny.
Nani tog sig efter 40 minuter förbi Djourou och hamnade i bra läge till vänster om Arsenalmålet. Avslutet från portugisens sida höll dock ingen vidare klass och bollen hamnade långt utanför.
United tog ledningen på tilläggstid av den första halvleken. Efter ett perfekt inlägg från Giggs hamnade Valencia högre än Vermaelen och nickade in 1-0 till gästerna. Sett till spelet ett rättvist resultat och lagen gick till halvtidsvila vid ställningen 1-0 till United.
Rosicky snodde åt sig bollen i inledningen av den första halvleken och frispelade Robin van Persie. Holländaren gjorde allt rätt och väntade ut både försvarare och målvakt innan han sköt bollen – utanför. Ett ypperligt läge till kvittering och en ovan syn att se van Persie bränna ett sådant läge.
Minuter senare var Aaron Ramsey nära att sätta kvitteringen. Walesarens kraftfulla avslut strax utanför straffområdet gick decimetern över ribban. Rosicky var även han nära att kvittera Uniteds ledning, men tjeckens stenhårda skott från nära håll täcktes av Evra.
Efter 64 minuter var Danny Welbeck oerhört nära att utöka Uniteds ledning. Den unge anfallaren petade bollen förbi en utrusande Szczesny men Mertesacker hann ifatt bollen i tid och rensade innan den hunnit passera mållinjen.
Arsenal och van Persie fick dock sin kvittering i den 71:a minuten. Efter en fin djulpledsboll av Oxlade-Chamberlain tryckte van Persie till på ett tillslag med sin vänster. Bollen letade sig in i mål vi stolpen och 1-1 var ett faktum.
Theo Walcott fick en flygtur och landade med ansiktet i marken. Orörlig låg engelsmannen kvar och under en period verkade det vara riktigt allvarligt. Walcott reste sig dock upp på egen hand.
Med runt tio minuter kvar satte Danny Welbeck 2-1 för United efter ett snyggt förarbete av Antonio Valencia. Colombianen tog sig enkelt förbi inbytte Arshavin och spelade bollen snett bakåt till Welbeck som satte bollen på ett tillslag.
Arsenal tryckte på i matchens slutskede och skapade ett par lägen till att kvittera. Men bollen ville inte in och United fick åka hem med en tung trepoängare i bagaget. Man skuggar nu City i tabellen, tre poäng efter sina lokalrivaler.
Arsenal - Manchester United 1-2
0-1 Antonio Valencia (45')
1-1 Robin van Persie (71')
1-2 Danny Welbeck (81')
Arsenal:
Szczesny - Djourou, Mertesacker, Koscielny, Vermaelen - Song, Ramsey, Rosicky - Walcott, Oxlade-Chamberlain, van Persie.
Avbytare: Almunia, Park, Squillaci, Arshavin, Benayoun, Miquel, Yennaris
Manchester United:
Lindegaard - Jones, Smalling, Evans, Evra - Valencia, Carrick, Giggs, Nani - Rooney, Welbeck.
Avbytare: De Gea, Fabio, Rafael, Scholes, Park, Berbatov, Hernandez