Inför hemmafansen på Emirates Stadium drog Arsenal upp farten direkt. Efter att Alexis Sanchez utnyttjat en för lös bakåtpassningen satte han 1-0 i den elfte minuten.
Arsenal-supportrarna hade knappt firat klart innan Theo Walcott avslutade ett klapp-klapp-anfall och rullade in 2-0 i öppet mål tre minuter senare. Strax innan halvtidsvilan kom även 3-0 genom Mesut Özil, efter fint samarbete med Sanchez.
De tre målen var de första mot Chelsea i ligasammanhang sedan september 2012. I och med segern ligger Arsenal trea, en poäng bakom tvåan Tottenham och fem poäng bakom ettan Manchester City.
Förlusten för Chelsea var deras andra raka i Premier League och de ligger åtta just nu, med åtta poäng upp till City.