Arteta, de 40 anos, chegou aos 'Gunners' em dezembro de 2019, sucedendo o também espanhol Unai Emery.
Em quarto no Campeonato Inglês, com dois pontos de vantagem sobre o Tottenham a quatro rodadas do fim da competição, o Arsenal tem boas chances de se classificar para a próxima Liga dos Campeões da Europa, depois de cinco anos de ausência.
"Queremos levar o clube ao próximo nível e competir de verdade com as equipes top. Para conseguir, temos que jogar a Champions League", disse Arteta.
"Estou emocionado, agradecido e muito, muito feliz hoje", acrescentou o treinador.
Arteta, que como jogador chegou a ser capitão do Arsenal, levou o clube à conquista da Copa da Inglaterra em seu primeiro ano como treinador da equipe.