Lite tydet på hjemmejubel til slutt da Jack Collison sendte gjestene foran etter 18 minutter.
Men fire minutter senere gjenopprettet Lukas Podolski håpet for Gunners-fansen med utligning.
Etter 1-1 til pause kom et nytt Arsenal-lag på banen.
I løpet av tolv åpningsminutter av annen omgang scoret i tur og orden Olivier Giroud, Santi Cazorla, Theo Walcott og på nytt Giroud hvert sitt mål.
West Ham måtte avslutte kampen med ti spillere ettersom innbytter Daniel Potts måtte bæres av banen med en tilsynelatende alvorlig skade.
På grunn av langt avbrudd ble det lagt til 13 tilleggsminutter etter at ordinære 90 minutter var omme.
Arsenal er på sjetteplass i engelsk eliteserie med 37 poeng etter 23 kamper. West Ham er nummer tolv med 27 poeng.