Toppmötet blev en ensidig affär då Citys stjärnor Kevin de Bruyne och Erling Haaland var totalt dominerande.
City inledde matchen starkt och tog direkt hand om kommandot. Sex minuter in i matchen tog norrmannen Erling Haaland emot en lång passning, och spelade bollen vidare till den belgiske stjärnan Kevin De Bruyne. Mittfältsmotorn sköt bollen bakom Arsenals målvakt Aaron Ramsdale.
I första halvleken nickade ännu John Stones in 2–0 vid en frispark av de Bruyne.
Cirka tio minuter efter paus slog Haaland och De Bruyne till igen. Haaland sprang iväg med bollen, passade till de Bruyne som kunde göra sitt andra mål för kvällen.
Rob Holding gjorde Arsenals enda mål i slutet av matchen, men City och Haaland fick sista ordet. Den norska stjärnan gjorde Citys fjärde mål på tilläggstid.
Pep Guardiola nöjd med insatsen
Manchester Citys tränare Pep Guardiola var nöjd med segern, och konstaterade att hans lag igen bevisat att man levererar segrar då man måste.
– Vi kan inte tappa fokus nu. Vi har allt i våra egna händer, sa Guardiola.
– De här kommande tre matcherna kommer att avgöra om vi kan göra det vi vill göra. Verkligheten är att vi fortfarande ligger bakom Arsenal. Det kommer inte att bli lätt för oss, men vi tar match för match och vi ser vad som händer, kommenterade Guardiola på BBC:s webbplats.
Arsenals tränare Mikel Arteta säger att han tror att hans lag kommer att behöva vinna alla fem återstående matcher för att ha en chans till sin första titel sedan 2004. Arsenal som slutade femma förra säsongen, hade en åtta poängs ledning i början av månaden.
Men tre oavgjorda oavgjorda i rad mot Liverpool, West Ham och Southampton innebar att matchen mot City kan ha varit titelavgörande.
– Vi visste att vi skulle behöva vårt bästa som ett lag. Vi var långt ifrån det, sa Arteta, som arbetade som Guardiolas assisterande tränare i City från 2016 till 2019.
Men spanjoren uttryckte sin stolthet över lagets prestationer den här säsongen och påpekade att de som helhet presterat långt över förväntan.
– Vi måste titta på helheten. Det faktum att vi tävlar på jämn nivå med detta City-lag är otroligt. Det är fem matcher kvar och allt kan hända. Under åren har jag sett att mycket kan hända i den här ligan. Vi måste acceptera att vi i kväll förlorade mot ett exceptionellt lag.
Segern var Manchester Citys sjunde i rad. Laget slåss också om Champions League-pokalen den här säsongen.
Arsenal som spelade nu redan sin fjärde ligamatch i rad utan seger. Formsvackan har kommit under den sämsta tänkbara stunden av säsongen.
Arsenal är nu endast två poäng före City i tabellen. Arsenal har fem matcher kvar att spela, medan City ännu har sju matcher kvar. City kan gå upp i tabelledning på söndag då laget spelar bortamatch mot Fulham.