Cazorla 2012 nyarán a Málagától igazolt az Arsenalhoz, melynek színeiben 180 tétmérkőzésen lépett pályára, 29 gólt szerzett és 46 gólpasszt osztott ki. Részese volt három FA-kupa-győzelemnek és két angol Szuperkupa-diadalnak. A sors azonban nem volt túl kegyes hozzá: 2016 októberében szenvedett Achilles-ín-sérülést a bolgár Ludogorec elleni BL-csoportmérkőzésen, ám felépülése során rengeteg probléma akadt, így azóta tízszer (!) kellett kés alá feküdnie.
Mint azt a középpályás a Marcának korábban elárulta, nyolcadik műtéte után a sebe elfertőződött, az orvosok azt sem zárták ki, hogy amputálni kell a remek futballista lábát. Cazorla elmondta, Achilles-ina mintegy nyolc centiméterrel rövidebb lett, s a sarka elkezdett üszkösödni. A doktorok szerint Cazorla már azért is szerencsés, hogy egyáltalán tud még járni.
Az Arsenal méltóképp búcsúztatta spanyol légiósát, a közösségi oldalakon ezrével érkeztek a lájkok a Cazorla távozásáról szóló posztokhoz, Ivan Gazidis pedig úgy fogalmazott: az egyik kedvence volt Cazorla, aki sokat tett a klub sikereiért.
„Nagyon szomorú vagyok, hogy elhagyom a klubot, de az itt átélt különleges pillanatokat sohasem felejtem el. Ilyen a 2014-es FA-kupa-győzelem, ami számomra nagyon különleges. Köszönöm a klubnak, amit értem tett, hiányozni fog mindenki” – így Cazorla rövid búcsúüzenetében.