Det står klart, efter at holdet tirsdag slog FC Porto 1-0 på hjemmebane og dermed udlignede til 1-1 i den samlede dyst, inden Arsenal efter yderligere 30 minutter uden ændringer på måltavlen var stærkest i straffesparkskonkurrencen.
Belgiske Leandro Trossard sørgede for Arsenals mål efter en smuk assist af Martin Ødegaard, inden keeper David Raya blev afgørende med to redninger i afgørelsen fra pletten.
Arsenals modstander i kvartfinalerne bliver fundet ved en lodtrækning fredag.
Modsat den blodfattige indsats i Portugal for tre uger siden virkede Arsenal anderledes velsmurt tirsdag aften.
Det hårdtarbejdende Porto-hold spillede dog sin chance på glimrende vis og kan sagtens pege på chancer, som kunne have givet et vitalt mål på Emirates Stadium.
Den brasilianske angriber Evanilson havde udeholdets bedste forsøg i en første halvleg, hvor Bukayo Saka testede Porto-keeper Diogo Costa i den anden ende, og hvor Martin Ødegaard og Leandro Trossard leverede det altoverskyggende højdepunkt efter 40 minutters spil.
Nordmanden og belgieren udvekslede et par afleveringer i venstre del af banen, inden nordmanden efter et par fikse driblinger og en guddommelig stikning fandt Trossard i feltet, hvilket kantspilleren belønnede med en resolut scoring.
Sammenlignet med formen i Premier League, hvor Arsenal har vundet otte kampe i træk med samlet 33-4, nåede Mikel Artetas tropper ikke helt samme sprudlende højder tirsdag.
Men modsat på Estádio do Dragão var der masser af nerve og intensitet i opgøret, og Arsenal kreerede også trods alt de bedste bud på en scoring nummer to i ordinær spilletid.
Midtvejs gennem anden halvleg sparkede Ødegaard bolden over stregen, men scoringen blev straks underkendt, da Kai Havertz havde lidt for godt fat i Portos 41-årige anfører, Pepe.
Bukayo Saka og indskiftede Gabriel Jesus bød også ind, men Diogo Costa skaffede gæsterne 30 minutter mere.
I den forlængede spilletid begyndte trætheden at melde sig på begge mandskaber, og uden de store tilbud ebbede den stille og rolig ud, og dramaet fra straffesparkspletten begyndte.
Her var Arsenals skytter meget overbevisende, så David Rayas redninger af forsøgene fra Wendell og Galenos forsøg blev afgørende.
