Et selvmål av Ben White og scoringer fra Mohammed Kudus og Jarrod Bowen sørget for at West Ham er videre til kvartfinale i ligacupen.
Kaptein Martin Ødegaard var nok en gang på benken for Arsenal, etter at han heller ikke startet i lagets 5–0-seier mot Sheffield United lørdag.
Ti minutter igjen før fulltid ble nordmannen byttet inn, men da hadde hjemmelaget allerede skaffet seg en komfortabel tremålsledelse.
Den norske Premier League-stjernen rakk likevel både å markere seg og redusere for gjestene da han satte inn 1–3 fem minutter på overtid.
Ødegaard kombinerte med Fábio Vieira, kom seg til avslutning i 16-meteren og scoret sitt femte mål for sesongen.
West Ham møter Liverpool i kvartfinalen.
Se scoringen øverst i saken!
Arsenal- og England-stjernen Bukayo Saka avslørte overfor VG at den norske landslagskapteinen har spilt med litt smerte i hoften tidligere.
– Martin Ødegaard har hatt en liten ting som ikke har vært særlig behagelig i kampene, sa manager Mikel Arteta etter Sheffield United-kampen.
Arsenal-forsvarer Ben White var uheldig da han stanget inn West Hams ledelse i eget mål etter et kvarters spill i første omgang på London Stadium.
Gjestene var farlig frempå ved et par anledninger før pause, men klarte ikke sette sjansene foran tidligere Arsenal-keeper Lukasz Fabianski.
Vertene gikk rett i angrep etter hvilen og hadde økt ledelsen ved Kudus kun fem minutter ut i andre omgang, etter en lekker langpasning fra midtstopper Nayef Aguerd.
Bowen, som også slo corneren før Whites selvmål i første omgang, plukket opp en ball i returrommet og prøvde lykken. Via Arsenal-stopper Jakub Kiwior var keeper Aaron Ramsdale utspilt, og hjemmelaget var oppe i en 3–0-ledelse etter 60 spilte minutter.
Ødegaard reduserte helt på tampen til ingen nytte, og Arsenal er utslått i fjerde runde av ligacupen.