Arsenal tog ledningen efter bara tio minuter, när Olivier Giroud nickade in ledningsmålet på ett inlägg från höger.
Sedan utnyttjade Mikel Arteta slarv från Fulhams försvar, nappade åt sig bollen och kom ner djupt i straffområdet. Därifrån satte han passningen snett inåt bakåt till Lukas Podolski, och tysken tryckte in 2-0 från nära håll.
Alexander Kacaniklic fick hoppa in när Kieran Richardson klev av till följd av en bristning. Då hade bara 24 minuter spelats.
Och snabbt kom reduceringen. Svensken var dock inte inblandad i målet.
Dimitar Berbatov nickade in ett inlägg från Bryan Ruiz.
Vid 2-2 var dock svensken sist på bollen. Berbatov slog in ett fint inlägg i boxen och därifrån styrde Kacaniklic behärskat in 2-2 med en väl avvägd nick.
I den andra halvleken drog Mikel Arteta ner Bryan Ruiz. Domaren gav en straff som Berbatov satte till 3-2.
Men bara minuten senare kvitterade Arsenal. En fri Giroud sköt i stolpen men bollen kom tillbaka in i straffområdet direkt och då knoppade fransmannen in 3-3.
På tilläggstid fick Arsenal chansen att säkra segern från straffpunkten. Arteta, som orskat straffen till 3-2, fick chansen att revanschera sig. Den tog han inte. Målvakten räddade straffen och Arteta blev Arsenals stora syndabock.