В сентябре 1890 года «Красные» решили перебраться на новую площадку. Это было очень хорошее поле «Инвикта Рикриэйшен Граунд», располагавшееся в нескольких сотнях метров от «Мэнор Граунд». Здесь были трибуны, сидячие места и раздевалки, а кроме того, эта площадка удобно располагалась около железнодорожной станции «Пламстед». В качестве домашней арены «Инвикта», хозяином которой был торговец минеральными водами Джордж Уивер, использовалась «арсенальцами» до 1893 года.

Дебютный матч на этом поле «Арсенал» проиграл «Дерби Каунти» (1:2) в первом раунде Кубка Англии 1890/1891. Тогда же, по инициативе Джона Хамбла, в музыкальном зале Виндзорского дворца состоялось собрание членов клуба, на котором было принято решение о переходе «Арсенала» в ранг профессионального клуба. Этим самым руководители клуба надеялись прекратить практику переманивания своих лучших игроков другими командами, обещавшими платить достойные деньги, и освобождение от тяжелого труда. По этой причине талантливые игроки редко задерживались в «Арсенале» более года.

При этом было подчеркнуто, что, невзирая на смену статуса, «клуб был и останется рабочим». Только после переезда на «Хайбери» «Арсенал» станет позиционировать себя как клуб среднего класса и «творческой интеллигенции». На этом же собрании из названия клуба убрали слово «Королевский», но добавили «Вулвич», а через два года «Woolwich Arsenal» (фанаты также назвали клуб «Вулидж Редс») официально стал Обществом с ограниченной ответственностью – «Вулвич Арсенал Футбол энд Атлетик Компани Лимитед».

В конце сезона 1892/1893 «Арсенал» был выбран членом Английской Футбольной лиги (команда начала выступления во втором дивизионе) и в тоже время хозяин «Инвикты» резко увеличил размер ежегодной арендной платы, поэтому команда вернулась на «Мэнор Граунд», выкупив за 4000 фунтов 13,5 акров земли в районе станции «Пламстед». Более 5 акров земли было отведено под новый стадион, в строительстве которого самое деятельное участие приняли болельщики клуба. С помощью земли и песка выровняли поле, которое оградили небольшим заборчиком, сверху уложили слой дёрна. Для болельщиков на северной стороне построили пятиярусную террасу, организовали раздевалку, помещения для руководства клуба и представителей прессы. К осени 1893 года новая арена была готова к играм команд второго дивизиона.

Тогда же клуб объявил о выпуске 4 тысяч акций номиналом один фунт. В общей сложности деньги в «Арсенал» вложили 860 человек, которые приобрели 1552 акции. Самым крупным акционером стал хозяин местной кофейни, которому принадлежало 50 акций. По информации прессы около 2500 акций были распределены между 1500 простыми болельщиками. Первый совет директоров составили хирург, строитель и шесть инженеров с военного завода. Кроме того, высокая стоимость сезонных билетов (52, 5 пенса) позволила увеличить капитал и влить новые средства в модернизацию стадиона, который на последующие 20 лет стал домашней ареной «Арсенала».

02.09.1893, на поле «Мэйнор Граунд», футболисты «Вулвич Арсенал», являвшиеся на тот момент единственной профессиональной командой из Лондона, провели свой первый матч в Футбольной лиге, сыграв вничью (2:2) с клубом «Ньюкасл Юнайтед». Первый лиговый гол в истории «Арсенала» забил центрфорвард Уолтер Шоу, завершивший комбинацию, начатую Эллиотом и Бутом. На 3-й минуте второго тайма Бут прорвался по правому флангу и прострелил на Артура Эллиота, который неотразимым ударом направил мяч под перекладину. Вот, кто играл за «Вулвич Арсенал» в этом матче: Чарльз («Чарли») Альберт Уильямс, Джозеф («Джо») Пауэлл (капитан), Уильям Уоллс Джеффри, Дэнни Дэвин, Роберт («Боб») Буйст, Дэйв Ховат, Данкан Джеммел, Джеймс Хендерсон (в 27 лиговых и кубковых матчах забил 16 голов, став лучшим бомбардиром команды в сезоне), Уолтер Джеймс Шоу, Артур Эллиот, Чарльз Бут.

В дебютной лиговой кампании «Арсенал» занял 9-е место при пятнадцати участниках, набрав 28 очков в 28 играх. Кроме вышеперечисленных футболистов за «канониров» в этом сезоне также играли Джеймс Бойл, Стэнли Бриджс, Томас Брайан, Джозеф Купер, Ликург Берроуз, Гейвин Кроуфорд, Фредерик Уильям Дэвис, Джозеф Фредерик Хит, Джордж Жак, Фрэнк Кирк, Уильям Макнаб, Джон Альфрэд Сторрс, Уолтер Уильямс, Артур Джордж Уорралл, Чарльз Джеймс Эмблер.

В 1899 году команду возглавил Гарри Брэдшоу, при котором в коллективе, среди прочих новичков, появились Арчи Кросс, Джим Джексон (вскоре стал капитаном команды), Данкан Макнихол и голкипер Джимми Эшкрофт, который в 1906 году стал первым футболистом «Арсенала», вызванным в сборную Англии. Ранее представители «Арсенала» играли в сборных других британских стран, а Сизар Ллевеллин Дженкинс, проведя в 1896 году одну игру за сборную Уэльса, оказался первым «канониром», выступившим в составе национальной сборной.

В сезоне 1903/1904 «Вулвич Арсенал» стал первым клубом с юга Англии, завоевавшим право выступать в элитном подразделении Футбольной лиги. В те годы за командой постепенно стало закрепляться прозвище «канониры», родившееся под влиянием англо-бурской войны. В 36 матчах «канониры» одержали 21 победу при 6 поражениях и 7 ничьих, и заняли 2-е место, дающее путевку в первый дивизион. Особенно хорошо выступила команда на своем поле – 67 мячей забито и только 7 пропущено! Ни одного поражения и только две ничьи в последних матчах. Это был лучший сезон команды с момента ее основания.

В составе «Арсенала» в тот год играли: Джеймс («Джимми») Эшкрофт, Артур («Арчи») Джордж Кросс, Джимми Джексон, Джон Дик, Перси Роберт Сэндс, Родерик («Родди») Джон Макэшрейн, Томми Брирклифф, Джон Джордж «Тим» Коулман (в 28 матчах забил 23 гола), Уильям («Билл») Генри Гуинг, Уильям («Билл») Генри Линворд, Томми Шенкс (забив 24 гола в 30 лиговых матчах, стал лучшим бомбардиром команды; этот рекорд лишь в сезоне 1934/1935 побил Тед Дрейк), Эдвард Андерсон, Билли Баннистер, Уилл Брэдшоу, Уолтер Басби, Фредерик Гордон Колс, Томас Пит Пратт, Фрэнк Рэнсом, Харолд Читэм Торп, Роберт Уотсон. Всего два игрока из двадцати, задействованных в этом сезоне, играли в коллективе до прихода Гарри Брэдшоу. Всех остальных пригласил тренер, создав из новобранцев очень симпатичный коллектив.

В апреле 1904 года, еще до начала дебютного сезона «канониров» в первом дивизионе, Гарри Брэдшоу неожиданно покидает клуб и переходит в «Фулхэм». Новым тренером «Арсенала» становится Фил Келсо. Перед началом сезона коллектив пополнили: Чарльз («Чарли») Оливер Саттертвейт, Том Фитчи, Боб Темплтон, Арчи Грэй, Джим Шарп, Джеймс Бьюкен, Джеймс («Джим») Бигден, Джон «Сейлор» Хантер, Джеймс Фрэнсис Беллами, Эндрю Дакет, Альфрэд «Хэппи» Кроу, Фредерик Дуайт, Дэвид Неав, Стивен Теобальд и голкипер Александр Дэвидсон. Итого – пятнадцать человек, и почти все шотландцы!

В первом матче в элитном дивизионе «Арсенал» 03.09.1904 проиграл «Ньюкаслу» со счетом 0:3. Вот, каким составом дебютировал «Арсенал» среди сильнейших клубов Туманного Альбиона: Джимми Эшкрофт, Арчибальд («Арчи») Колин Грэй, Джим Бигден, Джон Дик, Джеймс Бьюкен, Томми Брирклифф, Билл Гуинг, Тим Коулман, Сейлор Хантер, Чарли Саттертвейт, Джимми Джексон. Шесть проверенных в боях ветеранов и пять новичков.

Во втором туре, 10 сентября, была зафиксирована нулевая ничья с «Престоном», в третьем – поражение от «Мидлсбро» со счетом 0:1. Лишь в четвертом матче турнира, 24 сентября, «канониры» одержали свою первую победу, забив два безответных мяча в ворота «Вулверхэмптона». Первые «арсенальские» голы в высшем дивизионе забили Саттертвейт и Коулман. Завершила этот сезон команда на 10-м месте.