Los Gunners han dominado la segunda parte ante los seis veces campeones de Europa y han terminado llevándose una merecida victoria.
El centrocampista de 17 años del Bayern, Lennart Karl, ha igualado el tanto inicial de Jurrien Timber en los minutos finales de la primera parte.
Sin embargo, Noni Madueke ha devuelto la ventaja al Arsenal con su primer gol para el club y, poco después, el también suplente Gabriel Martinelli ha aprovechado un grave error del portero Manuel Neuer.
Los Gunners suman ya cinco victorias en cinco partidos de la Champions League y tienen muy encarrilada la clasificación directa para los octavos de final.
Ahora cuentan con tres puntos de ventaja sobre un grupo de equipos, entre ellos el líder de la Bundesliga, el Bayern, que llegó a Londres con pleno de victorias en la Champions League.
"Tengo que felicitar a nuestros jugadores porque creo que han hecho un partido increíble ante, en mi opinión, el mejor equipo de Europa," ha declarado un Arteta visiblemente satisfecho.
"A nivel individual, hemos estado enormes para resolver todos los retos que plantea este equipo."
El técnico español ha añadido: "Sabemos que los márgenes son mínimos. Hemos empezado la semana muy bien ante el Tottenham, ganando aquí en casa (4-1).
"Hoy es otra victoria importantísima, pero ya está. Ahora toca ir a casa, cenar bien y mañana por la mañana empezaremos a preparar el partido en Stamford Bridge (ante el Chelsea)."
Arteta ha señalado que sería importante sellar cuanto antes la clasificación para los octavos de la Champions League, aunque ha advertido de que aún quedan retos complicados por delante.
"La energía que hemos creado en el estadio, lo que transmite el equipo, la energía que aportamos, la calidad con la que jugamos, es increíble y tenemos que mantenerlo porque todavía es muy pronto," ha afirmado.
Se percibe cada vez más que el Arsenal puede estar cerca de lograr algo especial tras quedarse a las puertas en las últimas temporadas, con tres subcampeonatos consecutivos en la Premier League.
Pero Arteta ha dejado claro que el jueves toca volver al trabajo, ya pensando en el partido del domingo ante un Chelsea en gran forma, que es segundo en la Premier League.
La fortaleza de la plantilla del Arsenal se refleja en que dos de los goles han llegado desde el banquillo, obra de Madueke y Martinelli.
Los Gunners, además, cuentan con varias bajas importantes como Gabriel Magalhaes, Kai Havertz y Viktor Gyokeres.
"Veo a los jugadores entrar y ser capaces de cambiar el partido, que es lo que se les pide," ha comentado Arteta.
"A este nivel, sin duda hemos mejorado en eso, no solo por la calidad, sino también por la mentalidad de los que entran desde el banquillo, y eso está marcando una gran diferencia para nosotros."