Pemecatan itu diumumkan sekira 12 jam berlalu setelah Arse dipecundangi tamunya Eintracht Frankfurt 1-2 dalam laga lanjutan penyisihan Grup F Liga Europa.
Hasil itu memperburuk catatan nirkemenangan Arsenal dalam delapan pertandingan beruntun di semua kompetisi.
Baca juga: Redknapp: Pochettino bisa gantikan Unai Emery di Arsenal
"Kami menyampaikan terima kasih banyak kepada Unai dan jajarannya atas kerja keras mereka untuk membawa klub ini ke level yang kami inginkan," kata bos Arsenal Josh Kroenke.
"Kami harap Unai dan jajarannya sukses di pekerjaan mereka berikutnya," ujarnya menambahkan.
Arsenal untuk sementara meminta Freddie Ljungberg sebagai pelatih kepala interim untuk menggantikan Emery.
Arsenal juga menyatakan masih mencari pengganti permanen Emery.
Baca juga: Arsenal beri Unai Emery waktu satu bulan untuk selamatkan kariernya