Trong phần lớn thời gian đội bóng có trụ sở tại Đông Nam Luân Đôn, Arsenal lấy sân Manor Ground tại Plumstead làm sân nhà, ngoại trừ ba năm thi đấu tại sân Invicta Ground trong các năm từ 1890 đến 1893. Sân Manor Ground ban đầu chỉ là một bãi đất trống, cho đến khi câu lạc bộ nâng cấp sân bằng việc cải tạo, đắp đất và trồng cỏ để tham dự Football League vào năm 1893. Đội bóng đã lấy đây làm sân nhà trong suốt hai mươi năm[nb 2] cho đến khi chuyển lên Bắc Luân Đôn vào năm 1913.[80][81]

Tháng 9 năm 1913, Arsenal chuyển lên Bắc Luân Đôn và lấy Sân vận động Highbury làm sân nhà; và Arsenal đã sử dụng nó cho đến ngày 7 tháng 5 năm 2006. Sân vận động lúc đầu được thiết kế bởi kiến trúc sư bóng đá nổi tiếng thời đó, Archibald Leitch. Ông đã có một thiết kế chung cho các sân bóng của các câu lạc bộ Anh vào thời điểm ấy, với một kiến trúc đơn giản và ba khán đài hướng ra ngoài trời của sân bóng.[82] Toàn bộ sân vận động đã được trùng tu và nâng cấp trong những năm 1930. Được xây dựng theo phong cách Art-Deco, các khán đài Tây và Đông lần lượt được mở cửa vào các năm 1932 và 1936. Một mái che đã được lắp vào khán đài Bắc của sân bóng, tuy nhiên nó đã bị đánh bom trong cuộc Chiến tranh Thế giới II và không được khôi phục, trùng tu lại cho đến năm 1954.[15]

Highbury có thể chứa được 60 nghìn khán giả ở mức cao nhất, và sân bóng này có sức chứa khoảng 57 nghìn chỗ ngồi cho đến đầu những năm 1990. Tờ Taylor Report cũng như ban tổ chức Premier League yêu cầu Arsenal rời sân Higubury và tìm một sân bóng khác có sức chứa lớn hơn cho mùa giải 1993–94, do đó mà Highbury phải giảm còn 38.419 chỗ.[83] Khi ban tổ chức UEFA Champions League quy định gắn các biển quảng cáo ở đường biên, số lượng chỗ ngồi tiếp tục giảm xuống và vì thế, Arsenal phải thi đấu Champions League trên sân Wembley và đăng ký làm sân nhà để thi đấu ở giải đấu trên, sân bóng này có sức chứa 70 nghìn khán giả.[84]

Việc mở rộng sân vận động Highbury bị hạn chế vì khán đài Đông của sân bóng được thông báo là sẽ đập bỏ để xây một công trình cấp hai và ba khán đài còn lại nhiều khả năng sẽ bị phá để làm khu dân cư.[15] Những sự hạn chế này đã đưa câu lạc bộ vào thế khó trong việc bán vé các trận đấu trong suốt thập niên 1990 và lan sang cả nửa thập niên đầu của thế kỷ XXI, vì thế họ có nguy cơ bị bỏ lại phía sau về doanh thu trong sự phát triển của bóng đá ở thời điểm đó.[85] Sau khi tham khảo và xem xét các đề xuất, đến năm 2000, Arsenal công bố đề án xây dựng một sân vận động mới với sức chứa 60.361 chỗ ngồi tại khu vực Ashburton Grove, lấy tên sân vận động là Emirates, và nó khoảng 500 mét về phía Tây Nam của sân Highbury.[86] Dự án ban đầu bị trì hoãn do dải băng đỏ và chi phí cao,[87] nhưng cuối cùng sân bóng đã xây xong vào tháng 7 năm 2006, thời điểm bắt đầu mùa giải 2006–07.[88] Sân bóng được đặt tên theo tên nhà tài trợ, hãng hàng không Emirates, đối tác mà câu lạc bộ đã ký một hợp đồng tài trợ lớn nhất trong lịch sử bóng đá Anh, trị giá khoảng 100 triệu Bảng;[89] nhưng một số người hâm mộ đã gọi sân bóng với các tên gọi như Ashburton Grove hoặc nói một cách ngắn gọn Grove, vì họ không ủng hộ việc lấy tên một doanh nghiệp làm tên sân vận động.[90] Sân vận động sẽ có được cái tên Emirates cho đến ít nhất là năm 2028, và hãng là nhà tài trợ áo đấu của câu lạc bộ cho đến cuối mùa giải 2018–19.[91] Từ đầu mùa giải 2010–11, các khán đài của sân vận động được biết đến với những cái tên như khán đài Bắc, khán đài Đông, khán đài Tây và khán đài Sau (đồng hồ hiển thị thời gian thi đấu).[92]

Các cầu thủ của Arsenal được đào tạo và tập luyện ở Trung tâm đào tạo bóng đá Shenley ở Hertfordshire, một trung tâm bóng đá được khánh thành vào năm 1999. Trước đó, câu lạc bộ mượn một khu đất thuộc quyền sở hữu của Trường Đại học Luân Đôn, và đến năm 1961 thì họ tập trực tiếp trên sân Highbury.[93] Đội U18 của học viện bóng đá Arsenal thi đấu sân nhà tại Shenley, và họ cũng có một sân bóng dự bị là Meadow Park;[94] và đây cũng là sân nhà của Boreham Wood.