Franskmannen ble byttet inn for Alex Iwobi på stillingen 1-1 24 minutter ut i 2. omgang.
To minutter senere sendte han Arsenal i føringen. Han styrte et innlegg fra en upresset Kieran Gibbs elegant i nota.
Elegant heading
Bare fem minutter senere ble det 3-1.
Denne gangen var det assistmesteren Mesut Özil som slo innlegget. Skadeplagede Giroud møtte på første stolpe og headet ballen over Sunderlands keeper Jordan Pickford og i mål.
Bare to minutter senere scoret Alexis Sánchez sitt andre mål for dagen, og dermed var kampen definitivt avgjort.
Innbytter Aaron Ramsey var nest sist på ballen før Sanchez fikk vendt og tuppet ballen fint i buret.
Sunderland utlignet til 1-1 20 minutter ut i 2. omgang. Målet kom på straffespark.
Topper tabellen
Arsenal er et av Premier Leagues absolutte formlag og topper tabellen før resten av helgens kamper spilles. Det gjør de til tross for at flere spillere er ute med skader.
Sunderland har fått tidenes dårligste start i Premier League med bare to poeng på ti kamper. Nå spøker det for David Moyes i managerstolen.