Mùa giải 2016-17 của Arsenal F.C. là mùa bóng thứ 25 của Arsenal tại Giải bóng đá Ngoại hạng Anh và là mùa thứ 97 liên tiếp của Arsenal tại hạng đấu cao nhất của bóng đá Anh. Câu lạc bộ đã tham gia các đấu trường: Giải bóng đá Ngoại hạng Anh, Cúp FA, Cúp Liên đoàn bóng đá Anh và UEFA Champions League.Đây là một mùa giải được xem là không thành công của Arsenal tại Giải bóng đá Ngoại hạng Anh và UEFA Champions League. Arsenal đã có lần đầu tiên nằm ngoài top 4 kể từ mùa bóng 1995-96 khi chỉ cán đích thứ 5 với 75 điểm,[1][2] đây cũng là lần đầu tiên Arsenal xếp dưới Tottenham ở giải bóng đá hạng cao nhất nước Anh kể từ mùa bóng 1994-95.[3] Còn tại Champions League, Arsenal bị loại đầy tức tưởi tại vòng knock-out lần thứ 7 liên tiếp, với tổng tỷ số 2-10 trước FC Bayern München, đây là thất bại đậm nhất của một đội bóng Anh tại Champions League.[4][5] Arsenal chỉ có một danh hiệu để an ủi là chiếc cúp FA sau chiến thắng 2-1 trước Chelsea, giúp Arsenal trở thành đội bóng thành công nhất trong lịch sử cúp FA với 13 lần đăng quang.[6][7] Tại Cúp Liên đoàn, Arsenal bị loại bởi Southampton ở tứ kết với thất bại 0-2.[8]Mùa giải của đội bóng được tính từ ngày 1 tháng 7 năm 2016 đến ngày 30 tháng 6 năm 2017.