El Liverpool, líder destacado, aventaja en cinco puntos al Arsenal, segundo, y tiene dos partidos por delante, empezando por el del domingo en Anfield contra el Manchester United.
Los hombres de Arteta, desprovistos de muchas de sus armas ofensivas más potentes, se marcharon al descanso por delante en el marcador gracias a un tanto del joven de 17 años Ethan Nwaneri.
Pero dos puntos vitales se escaparon cuando William Saliba fue duramente castigado por un choque de cabezas con Joao Pedro y el brasileño marcó el penal resultante.
"Estamos muy decepcionados con la decisión que dio lugar al gol, porque nunca había visto algo así en mi vida", declaró Arteta. "Él (Saliba) también toca el balón".
Con Bukayo Saka de baja para los próximos dos meses por una lesión en los isquiotibiales, las opciones ofensivas del Arsenal se vieron aún más mermadas por enfermedad.
Kai Havertz ni siquiera entró en la convocatoria por segundo partido consecutivo, mientras que el capitán Martin Odegaard y Gabriel Martinelli sólo pudieron ser suplentes en la segunda parte.
Nwaneri fue el beneficiado con su segunda titularidad consecutiva, y demostró por qué es una de las estrellas emergentes de la Premier League con un remate certero en el primer gol.
El adolescente aún tenía mucho que hacer cuando recibió un balón de Mikel Merino por arriba, pero su velocidad le permitió superar a la defensa del Brighton antes de disparar raso a la escuadra en el minuto 16. El gol de la victoria se produjo en la segunda mitad.
Pero incluso él tuvo que ser sustituido por Martinelli en el descanso, tras sufrir una lesión muscular.
"Regalamos el balón y no hicimos las cosas sencillas lo suficientemente bien como para dominar el partido", añadió Arteta.
"Hicimos muchas cosas mal con el balón. Así que no conseguimos ningún impulso, nunca nos situamos en zonas en las que después pudiéramos generar ocasiones".
Al Arsenal le faltó penetración sin su cuarteto de estrellas ofensivas para aprovechar su ventaja.
Merino tuvo la gran oportunidad de doblar la ventaja de los Gunners al principio del segundo periodo, cuando remató desviado un lanzamiento de falta de Declan Rice.
Momentos después, los visitantes se vieron sacudidos por una polémica decisión que podría tener enormes repercusiones en la lucha por el título.
La cabeza de Saliba tocó ligeramente la de Joao Pedro, pero el delantero del Brighton cayó al suelo agarrándose la cara y obtuvo la recompensa de la pena máxima.
El capitán de los Seagulls, en ausencia de Lewis Dunk, transformó con confianza la pena máxima.
Arteta respondió inmediatamente sacando a Odegaard del banquillo.
Sin embargo, en los últimos compases del encuentro, el Brighton parecía tener más posibilidades de llevarse la victoria.
Yakuba Minteh desperdició una gran ocasión de poner fin a su racha de ocho partidos sin ganar, cuando su disparo cruzado eludió tanto a Yasin Ayari como a Kaoru Mitoma y se marchó desviado por el segundo palo.
"El técnico del Brighton, Fabian Hurzeler, declaró:"Deberíamos haber sumado más que un punto .
"Hemos remontado, pero no hemos estado limpios en el último tercio. Tuvimos grandes ocasiones".
Un punto es suficiente para que el Brighton recupere la décima plaza.