Det sto 1-1 ved full tid i Community Shield-kampen, som spilles mellom forrige sesongs serie- og cupmester i England.
Uniteds nye amerikanske keeper Tim Howard ble den store helten da han reddet straffen fra Arsenals Robert Pires. Dermed vant United straffesparkkonkurransen 4-3 etter at Ole Gunnar Solskjær hadde satt inn Uniteds tredje mål.
Tidligere hadde lagene misset en straffe hver ved Giovanni van Bronckhorst (Arsenal) og Ruud van Nistelrooy (United).
Solskjær var heldig. Arsenal-keeper Jens Lehmann, som ble kjøpt fra Borussia Dortmund i sommer, valgte rett side, men ballen snek seg under ham.
Dermed kunne en lettet Solskjær løfte årets første
United-pokal.
Kristiansunderen leverte en godkjent kamp på Uniteds høyrekant. Den plassen kommer han trolig til å spille på etter sommerens salg av David Beckham til Real Madrid.
Mikael Silvestre ga United ledelsen etter 15 minutter, men
Thierry Henry utlignet fem minutter senere.
Jeffers så rødt
Gunners fikk innbytter Francis Jeffers utvist etter 74 minutter foran nesten 60.000 tilskuere i Cardiff.
Det røde kortet fra dommer Steve Bennett kom etter at Jeffers sparket etter Uniteds Phil Neville. Da hadde Jeffers bare vært på banen i 14 minutter.
- Utvisningen var fortjent. Jeffers vet at han overreagerte, og at han ikke burde gjort det, sa Arsenal-manager Arsene Wenger.
- Det var en grei treningskamp. Vi har spilt færre kamper enn United i sommer, og totalt sett er jeg bra fornøyd, sa
franskmannen.
Den engelske eliteserien starter opp igjen kommende lørdag.
Manchester United har hjemmekamp mot Bolton, mens Arsenal tar imot Everton.
Engelsk supercup fotball (Community Shield) søndag:
Manchester U. - Arsenal 1-1 (1-1), 4-3 på straffer
Millennium stadion
59.293 tilskuere
Mål: 1-0 Mikael Silvestre (15), 1-1 Thierry Henry (20).
Rødt kort: Francis Jeffers, Arsenal (74).