Arsenal såg ut att ha kommit tillbaka i stormötet.
Men endast tre minuter senare, när klockan närmade sig 90 minuter, avgjorde Manchester United.
Redan efter 29 minuter hade Manchester United dock hamnat i underläge. Detta sedan Lisandro Martinez varit sist på bollen och noterades för ett självmål.
Men med några minuter till paus slarvade Marti Zubimendi i Arsenals försvar och gav bort bollen till Bryan Mbuemo, som kunde kvittera. Till Michael Carricks stora glädje vid United-bänken.
För det var United som kom tillbaka och tog ledningen vi Patrick Dorgu som hittade nätet via ribban
Arsenal bytte därefter in Viktor Gyökeres i jakt på en kvittering.
Den kom också via Mikel Merino som tryckte in ett mål på hörna. Samtidigt som svensken skulle få lämna matchen mållös.
För Manchester United sista ordet tre minuter senare, i minut 87. Då var det Matheus Cunha blev hjälte med Uniteds tredje mål, mot Arsenals två.
Förlusten är Arsenals första på hemmaplan den här säsongen. Då var Peter Schmeichel kritisk mot supportrarna.