Arsenal var det bästa laget i inledningen och öppnade med en fart och en frenesi som inte har synts på Emirates under Unai Emery. Till och med den annars stillastående stjärnan Mezut Özil var villig att springa.
Ett chockat Chelsea hade svårt att hantera Arsenals inledande tempo och kunde bara se på när Pierre-Emerick Aubameyang nickade in 1-0 redan i 14:e minuten.
Men bortalaget och tränare Frank Lampard lyckades omgruppera sig genom ett tidigt byte av Emerson i 34:e minuten. In kom Jorginho som skulle få en avgörande roll.
Jobbiga minuter för Arsenal
Chelsea startade andra halvlek betydligt bättre och pressade Arsenal högre upp samtidigt som hemmalaget även intog en mer defensiv utgångsposition.
Men de klara målchanserna lyste med sin frånvaro. Chelsea Tammy Abraham hade en nickchans i den 75:e minuten men lyckades varken få någon vidare kraft i nicken eller placera den bakom Bernard Leno i Arsenalmålet.
Men Leno skulle komma att spela en avgörande roll i Chelseas kvittering. I 84:e minuten missade han att boxa ut en Chelseafrispark. Istället hamnade bollen hos Jorginho som enkelt kunde sätta 1-1.
Första förlusten
Men Arsenal-eländet var inte slut där. Fyra minuter senare hittade Willian Tammy Abraham i straffområdet och anfallaren kunde enkelt vända bort en Arsenalback, hittade luckan mellan benen på Leno och rullade in 1-2 för bortalaget vilket också blev slutställningen.
– De första 30 minuterna dominerade Arsenal, de körde över oss på mittfältet, men sedan kom Jorginho in och efter det blev en helt annan match, säger matchvinnaren Tammy Abraham efter matchen.
Förlusten var Mikael Artetas först sedan han tog över som huvudtränare efter Fredrik Ljungberg och lagets tredje på de senaste fem matcherna.
Premier League
Arsenal
1 - 2
Chelsea
Första halvlek
- Guendouzi11'
- 1 - 0P. Aubameyang (Chambers)13'
- MustafiChambers23'
- 30'Mount
- 30'Kanté
- 34'Rüdiger
- 34'JorginhoEmerson Palmieri
Andra halvlek
- David Luiz47'
- 56'Jorginho
- 59'LampteyTomori
- 70'Hudson-OdoiKovacic
- Torreira74'
- WillockÖzil76'
- Lacazette77'
- 83'1 - 1Jorginho (Mount)
- PépéNelson86'
- 87'1 - 2Abraham (Willian)
- Maitland-Niles90'+1'