2003-2004赛季范佩西已经和范马尔维克彻底决裂，在大多数比赛中只能坐在板凳上，范佩西在这个赛季各项比赛中出场了三十三场仅打进六球，这时的范佩西拒绝和费耶诺德续约，双方关系已经彻底决裂于是费耶诺德开始主动兜售范佩西，但很多豪门忌讳于他的前科而非常谨慎，而当时正致力于寻找博格坎普的接班人的阿森纳看中了范佩西。
2004年5月14日范佩西正式签约阿森纳，转会费仅有二百七十五万英镑，而在他加盟之时阿森纳队主教练温格表示，范佩西在阿森纳队内的位置将从他过去习惯的左边锋改到中路，他会成为博格坎普的接班人，在亨利的身后担任影锋。
2004-2005赛季中范佩西在阿森纳对阵曼联的社区盾杯决赛中首次代表阿森纳出场，而阿森纳最终三比一击败了曼联，范佩西收获了他来到英格兰以后的第一个冠军。赛季初期范佩西难以和何塞·安东尼奥·雷耶斯、丹尼斯·博格坎普和弗雷德里克·永贝里等人竞争，因此他的大部分时间是替补。10月阿森纳对阵曼城的比赛中首次首发出场，并且打进了他在阿森纳的第一个进球。
2004年底到2005年1月在博格坎普和雷耶斯伤停的时侯，范佩西的机会终于来了，在足总杯半决赛对阵布莱克本队的比赛，范佩西中表现神勇，替补出场打进了两个进球。而在最后的足总杯决赛中，范佩西也在点球大战中冷静的罚入点球，收获了足总杯冠军，范佩西在阿森纳的处子赛季虽然传出了一些不和谐的声音，但是表现无可置疑，各项比赛出场四十一次打进十球。
2005-2006赛季，因为何塞·安东尼奥·雷耶斯的低迷和丹尼斯·博格坎普即将退役，范佩西获得的机会更多了。他的表现也有明显提升，2005年11月范佩西在八场各项比赛中打进了八个进球，获得了11月英超最佳球员的荣誉，这是他第一次获此殊荣。2006年1月范佩西在阿森纳对阵卡迪夫城的足总杯比赛中脚趾受伤，被迫休整数周，在复出以后仅两场比赛后，2月2日范佩西对阵西汉姆联的比赛中伤势复发，这次他又不得不养伤一个多月，这个赛季里范佩西受伤病影响出场次数减少了，但是表现却有提升，出场三十八次打进了十一球。
2006-2007赛季范佩西成为了阿森纳的主力。范佩西在这个赛季前半段出勤率一直很高，他在阿森纳击败查尔顿的比赛中打进了一粒惊世骇俗的抽射。当时范佩西在禁区外接到了埃布埃的一个落点并不好的传中，快速调整了步伐
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