Resultatet gynnade inte någon av klubbarna. Arsenal, som inte förlorat någon av de senaste 20 liga- eller cupmatcherna, tappade mark i jakten på topplagen Manchester City, Liverpool och Tottenham medan United inte har vunnit på fyra ligamatcher.
- Vi borde ha vunnit matchen. Vi gjorde misstag vid deras mål, vi gjorde misstag som gav dem möjligheten att kontra. Det andra målet kommer i ett hemskt läge för ett lag som tagit över matchen, säger Uniteds manager José Mourinho.
Målteknologin hjälpte domaren Andre Marriner att blåsa för Arsenalledning. David de Gea orkade inte mota Shkodran Mustafis nick och bollen hann passera mållinjen innan den rensades bort av Ander Herrera.
Kort senare kom kvitteringen. Bernd Leno stötte undan Marcos Rojos frispark, Herrera – ur misstänkt offsideposition – fångade upp returen, spelade snett inåt bakåt och Anthony Martial tryckte in 1–1 från nära håll.
Ut på bår
Rivaliteten mellan klubbarna visade sig resten av halvleken. Det smällde friskt i duellerna och Marriner delade ut fem gula kort före pausen.
Försvararen Rob Holding bars ut på bår före pausen med en befarad knäskada efter en vårdslös tackling av Marcus Rashford och Aaron Ramsey tvingades byta i halvtid.
Lägligt för Arsenal är lagkaptenen Laurent Koscielny på väg tillbaka. Fransmannen slet av hälsenan i våras, missade VM-guldet med Frankrike och har ännu inte spelat under nye managern Unai Emery.
Men snart kan det vara dags.
Mittbacken spelade med U23-laget mot Portsmouth i tisdags men att han bröt den matchen med fem minuter kvar berodde på kramp, enligt tränaren Fredrik Ljungberg. Koscielny, 33, kan bli aktuell för comeback när Arsenal möter Huddersfield hemma på lördag.
Lingard kvitterade
Halvvägs in i andra halvlek kom händelserna slag i slag. Först manglades Alexandre Lacazette av Rojo och Eric Bailly men bollen gick i mål till 1–2 varpå Jesse Lingard kvitterade omgående efter ett grovt misstag av Kolasinac.
Båda lagen hade sedan lägen att avgöra.
Liverpool hamnade i underläge mot Burnley på Turf Moor men James Milner, Roberto Firminio och Xherdan Shaqiri såg till att ligatvåan tog tre nya poäng via 3–1.
Chelsea förlorade
Harry Kane inledde målskyttet när Tottenham tryckte till Southampton med 3–1. Ralph Hasenhüttl, nye managern i "The Saints", konstaterade från läktarplats på Wembley att han har en hel del arbete framför sig.
Ruben Loftus-Cheek gav Chelsea ledningen borta mot Wolverhampton, men hemmalaget skakade av sig såväl den motgången som en tids svacka och vände till seger med 2–1.
Fulham spelade 1–1 mot Leicester, liksom Everton mot Newcastle.