In die tijd kwam Flamini tot 153 wedstrijden in het shirt van Arsenal. Hij bereikte in dienst van de Londense club onder andere de finale van de Champions League in 2006. Ook maakte hij deel uit van het team dat in 2005 de FA Cup pakte, de laatst gewonnen prijs van Arsenal.
In zijn vijf jaar bij AC Milan kwam de Fransman tot 122 wedstrijden, waarvan 22 in het afgelopen seizoen. Zijn contract werd niet verlengd en hij trainde met de selectie van Arsenal mee om fit te blijven. "We zijn erg blij dat Mathieu terugkomt bij ons", vertelt Arsène Wenger op de site van Arsenal. "Hij heeft echte kwaliteit, werkt hard en hij heeft een geweldige mentaliteit. Zoals we weten is hij een sterke middenvelder, maar hij kan net zo goed in de defensie spelen."