Teknik adamlık kariyerine 1981'de Strazburg genç takımında başlayan arsene Wenger, 1983'te Cannes FC takımında yardımcı antrenör olmuştur. 1984-1986 arasında Nancy takımının teknik direktörlüğünü yapmıştır. Kariyerinde önemli bir dönüm noktası 1987 yılında AS Monaco FC takımının teknik direktörlüğüne getirilmesi olmuş, 1994-1995 sezonunda görevinden ayrılana kadar bu takımla 1988 yılında Fransa Ligi şampiyonluğu ve 1991 yılında Fransa Kupası'nı kazanmış, 1992 yılında UEFA Kupa Galipleri Kupası'nda Otto Rehhagel'in çalıştırdığı SV Werder Bremen ile final oynamıştır.
1995 yılında Japon takımı Grampus Eight takımında görev almış ve Japonya Süper Kupası'nı kazanmıştır. Kariyerinde ikinci dönüm noktası 1996 yılında Arsenal takımının teknik direktörlüğüne getirilmesi olmuştur. 1996 yılı itibarıyla sürdürdüğü bu görevinde, 1998, 2002 ve 2004 yıllarında üç kez lig şampiyonu olmuş, 1998, 2002, 2003 ve 2014 yıllarında 4 kez FA Cup'ı kazanmış ve 1998, 1999, 2002 ve 2004'te dört FA Community Shield sahibi olmuştur. Avrupa kupalarında ise 2000 yılında UEFA Kupası'nda Galatasaray ile final oynamış ve penaltılarla kaybetmiştir. 2006 yılında UEFA Şampiyonlar Ligi finalinde FC Barcelona'ya kaybetmiştir. 20 Nisan 2018 tarihinde 2017-18 sezon sonunda Arsenal'dan ayrılacağını duyurdu.
