Odegaard đến Arsenal tháng 1/2021 theo thỏa thuận cho mượn từ Real. Tháng 8 năm đó,ýmớinămvớty lệ tỉ số anh ký chính thức với thời hạn bốn năm, kèm tùy chọn gia hạn một năm.

Tiền vệ 24 tuổi nhanh chóng trở thành trụ cột, thậm chí được trao băng thủ quân từ mùa trước. Qua 112 trận trên mọi đấu trường, anh ghi 27 bàn và 15 kiến tạo, góp phần quan trọng vào lối chơi, tinh thần cũng như thành tích của Arsenal. Mùa trước, Odegaard và đồng đội về nhì ở Ngoại hạng Anh, đưa CLB trở lại Champions League sau sáu năm vắng bóng.