Historia Stacja metra Arsenal została otwarta przez „Great Northern, Piccadilly i Brompton Railway” (w skrócie GNP&BR) jako Gillespie Road w dniu 15 grudnia 1906 r. Nazwa GNP&BR została później przemianowana na linię Piccadilly po konsolidacji i nacjonalizacji sieci metra jako London Underground. Pierwotny budynek dworca i hala biletowa były czerwonymi budynkami pokrytymi terakotą, zaprojektowane przez Lesliego Greena, podobne do sąsiednich stacji, takich jak Holloway Road i Caledonian Road.
W czasie budowy Gillespie Road, służył on tylko dzielnicy mieszkalnej. W 1913 r. klub piłkarski Arsenal F.C. przeniósł się z Woolwich do Highbury, co doprowadziło do pomysłu zmiany nazwy. Menedżer Arsenalu Herbert Chapman był zwolennikiem pomysłu, a 31 października 1932 r. przemianowano go na Arsenal (Highbury Hill). Stacja została rozbudowana w latach 30. XX wieku, a pierwotny budynek stacji został zburzony i zastąpiony szerszym budynkiem o bardziej nowoczesnym designie.
Oryginalne kafelki ścian peronów nadal noszą nazwę Gillespie Road, zapisaną dużymi literami. W 2007 r. Stacja przeszła gruntowną modernizację, w ramach której całkowicie odrestaurowano płytki ścienne.
Użytkowanie Arsenal jest w dużej mierze opuszczony poza godzinami szczytu, z wyjątkiem dni meczowych pobliskiego klubu sportowego.