Il club è stato fondato nel 1987 da Vic Akers[1][2]. Ha incominciato ad essere un club semi-professionale nel 2002 sotto la guida di Vic Akers, allenatore del club fino al 2009. Vinse il suo primo trofeo nella stagione 1991-1992 con la conquista della FA Women's Premier League Cup. Nella stagione successiva ha concluso la prima stagione in FA Women's Premier League National Division al primo posto, conquistando il primo titolo di campione d'Inghilterra. Ha vinto la FA Women's Premier League National Division per ben 12 volte, di cui 7 titoli consecutivi dalla stagione 2003-2004 alla stagione 2009-2010[3]. In circa venti anni l'Arsenal ha realizzato otto double campionato e FA Women's Cup (1992-93, 1994-95, 2000-01, 2003-04, 2005-06, 2006-07, 2007-08 e 2008-09) e quattro treble campionato, FA Women's Cup e FA Women's Premier League Cup (1992-93, 2000-01, 2006-07 e 2008-09). Dal 16 ottobre 2003 (sconfitta contro il Charlton Athletic) al 29 marzo 2009 (sconfitta contro l'Everton) l'Arsenal è rimasto imbattuto per 108 partite[4]. Inoltre, tra il novembre 2005 e l'aprile 2008 l'Arsenal ha vinto 51 partite consecutive, segnando 252 reti e subendone 31[2].
La stagione 2006-07 è stata la più prolifica stagione del club[1], culminata con un sextuple, cioè la vittoria di sei competizioni: UEFA Women's Cup, campionato, FA Women's Cup, FA Women's Premier League Cup, FA Women's Community Shield e London County FA Women's Cup. Inoltre l'Arsenal ha concluso il campionato a punteggio pieno vincendo tutte e 22 le partite della stagione, segnando 119 reti e subendone solo 10[5]. In ambito europeo l'Arsenal è stata la prima squadra inglese a vincere la UEFA Women's Cup sconfiggendo nella doppia finale le svedesi dell'Umeå IK[6]. Dopo aver superato la seconda fase a gironi vincendo le tre partite contro Brøndby, Rossijanka e 1. FC Femina, l'Arsenal ha sconfitto il Breiðablik nei quarti di finale con un complessivo 9-1. In semifinale l'Arsenal ha incontrato nuovamente le danesi del Brøndby, pareggiando la partita di andata 2-2 e vincendo il ritorno per 3-0. In finale è stata sufficiente la rete realizzata da Alex Scott al 91' della partita di andata giocata a Umeå[6].
Nel marzo 2010 l'Arsenal fu una delle otto squadre ammesse alla neonata FA Women's Super League (FA WSL), posta sotto l'egida della FA[7]. L'Arsenal vinse le prime due stagione della FA WSL (2011 e 2012), raggiungendo i nove titoli di campione dell'Inghilterra vinti consecutivamente dalla stagione 2003-04.