El conjunto de Arsene Wenger, que mezcló titulares habituales con jugadores con pocos minutos, puso el choque de cara a los dos minutos con el tanto de Theo Walcott. En el 24, el alemán Mesut Ozil, repuesto ya de la lesión que le ha mantenido al margen de la competición, marcó el segundo.
Tras el descanso, sin embargo, el equipo local reaccionó y se metió en el enfrentamiento con el gol de Chris O'Grady aunque el checo Tomas Rosicky devolvió la renta al cuadro londinense nueve minutos después.
Un tanto de Sam Baldock a falta de un cuarto de hora devolvió la inquietud a la eliminatoria. El Arsenal mantuvo el tipo y amarró la victoria que le sitúan en los octavos de final de la Copa.
También selló el pase el Aston Villa, que ganó al Bournemouth (2-1) con los goles del español Carles Gil y de Andreas Weimann.
Callum Wilson, en el tiempo añadido, acortó distancias para los visitantes.
Igualmente, el West Ham logró la clasificación tras ganar a domicilio al Bristol City por 0-1 con un gol del senegalés nacionalizado francés Diafra Sakho a diez minutos del final. El conjunto local, después, fue incapaz de batir al español Adrián San Miguel, que mantuvo imbatida la meta del West Ham.