Wcześniej Feyenoord żądał za napastnika 5 milionów funtów, lecz obniżył swoje oczekiwania.
Arsenal 17 maja 2004 van Persie podpisał czteroletni kontrakt z Arsenalem. Menadżer Arsène Wenger, który postanowił przesunąć Holendra ze skrzydła do ataku, co już kiedyś uczynił z Thierrym Henrym, powiedział o swoim nowym nabytku: „Potrafi grać na lewej stronie pomocy jako kreatywny gracz wspomagający środkowego napastnika”Robin van Persie – History, soccernet.espn.go.com, accessed 29 September 2007.. Wenger dzięki Holendrowi oraz sprowadzonemu w styczniu Hiszpanowi José Antonio Reyesowi, mógł powiększyć rywalizację o miejsce w pierwszym składzie. Van Persie zadebiutował 8 sierpnia 2004 i od razu zdobył z klubem pierwsze trofeum. Wtedy to Arsenal pokonał 3-1 Manchester United w spotkaniu o Tarczę Wspólnoty. mały|lewo|Robin van Persie podczas meczu z Chelsea (2012) thumb|van Persie i Thierry Henry w Arsenalu (2006)
Van Persie większość sezonu 2004/05 spędził na ławce rezerwowych. 27 października zadebiutował w angielskich rozgrywkach w wygranym 2–1 spotkaniu Pucharu Ligi z Manchesterem City i strzelił gola otwierającego wynik.