Maurizio Sarri är ny tränare i Chelsea och fick en flygande start i sin första hemmamatch, där Arsenal stod för motståndet.
Efter nio minuter stack Marcos Alonso iväg på en djupledslöpning, fick bollen och serverade Pedro till 1-0. Pierre-Emerick Aubameyang hann därefter bränna öppet mål innan den blå blixten slog ner igen.
Den här gången var Alvaro Morata på språng, la upp bollen för sin vänster och en bredsida senare hade Chelsea utökat ledningen till 2-0.
Arsenal gav inte upp. Henrikh Mkhitaryan hade bud på reducering, men missade ett nästan lika gyllene läge som Aubameyang.
Kom tillbaka
Mkhitaryan skulle dock få ännu en möjlighet och från distans satte han 1-2 i matchminut 37. Bara fyra minuter senare dunkade Alew Iwobi in kvitteringen från nära håll. 2-2 och medvind för Arsenal.
Sarri och Chelsea la i en högre växel i andra halvlek. Hemmalaget skruvade upp tempot och pressade högre upp i banan, men Arsenal höll ställningarna i försvaret – fram till 81:a minuten.
Då kunde inhopparen Eden Hazard trampa ifrån på vänsterkanten och servera Alonso, som bredsidade in matchavgörande 3-2 bakom Petr Cech.
Resultatet innebär att Chelsea tar sin andra vinst av två möjliga. Arsenal och nye tränaren Unai Emery har förlorat båda sina matcher i Premier League.