Das Team von Mikel Arteta dominierte die Partie zu Beginn und belohnte sich durch Martinellis Führungstreffer aus kurzer Distanz nach einem Eckball.
In Hälfte zwei kam Palace deutlich besser in die Partie, verpasste aber den verdienten Ausgleich, ehe kurz vor dem Ende die Entscheidung fiel.
Arsenal ist damit der erste Tabellenführer der neuen Saison. Der FC Liverpool und Teammanager Jürgen Klopp treffen in ihrem ersten Spiel am Samstag (13.30 Uhr) auf den Aufsteiger FC Fulham, Titelverteidiger Manchester City bekommt es tags darauf mit West Ham United zu tun (17.30 Uhr).