Se holdet her

Efter skiftet til Arsenal i august 2004[5] steg Nicklas Bendtner langsomt i graderne hos den engelske storklub.

For at få erfaring, spillemæssigt og tempomæssigt blev Bendtner udlejet til Birmingham City, som spillede i den næstbedste engelske række i sæsonen 2006–2007. Lejeopholdet i Birmingham City blev mere end succesfuldt for unge Bendtner, der returnerede til Arsenal forud for sæsonen 2007–2008 efter at have været en medvirkende faktor til at Birmingham City sikrede oprykning til Premier League.

Her blev han efterfølgende primært brugt som indskifter og gardering for Emmanuel Adebayor, Eduardo da Silva og Theo Walcott. Bendtner gjorde sig i sæsonen både positivt og negativt bemærket på Arsenals mandskab. Han scorede vigtige mål i Premier League mod både ærkerivalerne Tottenham Hotspur[6] og Liverpool[7]. Samtidig lagde han sig ud med holdets stjerne og topscorer, togolesiske Adebayor, som han kom op og skændtes med, og til sidst fik en skalle af under Liga Cup-kampen mod Tottenham i januar 2008. Arsenal tabte kampen 5-1, og Bendtner scorede desuden selvmål i kampen[8][9].

I 2008–09 sæsonen figurerede Bendtner til stigende grad på førsteholdet og sluttede sæsonen af med 9 ligamål og 15 mål i alt. Efter Arsenals Champions League semifinale exit til Manchester United blev Bendtner i bogstaveligste forstand taget med bukserne nede, da han blev fotograferet uden for en natklub med bukserne nede om anklerne, hvilket ledte til nogen furore i medierne. Han fik da også en bøde af klubben for “uacceptabel opførsel”, som han accepterede. Bendtner udgav en officiel udtalelse til Arsenals hjemmeside hvor han undskyldte til klubben og dens fans samt beklagede sine handlinger.[10]