В 2001 году, по окончании первого круга Чемпионата Украины по футболу 2001/2002, Киевский городской совет по предложению тогдашнего мэра Киева Александра Омельченко, принял решение от 18 декабря 2001 об учреждении ООО ФК «Арсенал». Этот момент в истории «красно-синих» стал новой ступенью в возрождении былых «арсенальских» традиций в Киеве.

С 2001 года у киевского «Арсенала» появилось немало болельщиков, которые стали поддерживать команду на домашних и выездных матчах.

Летом 2007 года новым владельцем футбольного клуба «Арсенал» стал украинский бизнесмен и президент Всеукраинского еврейского конгресса Вадим Рабинович. Новый президент начал масштабную программу реформирования клуба. Основной целью было повышение популярности клуба, а также выход в Кубок Интертото. Один из матчей сезона 2007/2008 посетило 40500 болельщиков, что стало вторым показателем посещаемости матча Чемпионата Украины за всю историю соревнований. «Арсенал» поднялся на шестое место, финишировав за 5 очков от зоны Интертото.

Во второй половине сезона 2007/2008 «Арсенал» со стадиона им. Валерия Лобановского переехал на НСК «Олимпийский».

В июне 2011 года главным тренером киевского «Арсенала» стал Леонид Кучук. В сезоне 2011/2012 клуб впервые в истории завоевал право на участие в еврокубках, где в первом раунде по сумме двух встреч обыграл словенский ФК «Мура -05» со счетом 5:0, однако из-за выхода на поле дисквалифицированного Эрика Матуку «канонирам» было засчитано техническое поражение и «Арсенал» прекратил свои выступления в еврокубках…

В конце 2012 года клуб коснулись финансовые трудности. В январе того же года в другие клубы перешли 14 футболистов основного состава.

В феврале 2013 года киевский «Арсенал» сменил руководство — права на клуб приобрел украинский меценат и политик Александр Онищенко. Однако через 9 месяцев Александр Романович отказался финансировать клуб, ссылаясь на долги, которые остались от его предшественника.

В октябре 2013 года «Арсенал» впервые не выехал на матч 14-го тура Чемпионата Украины по футболу среди команд клубов Премьер-лиги против СК «Таврия».

Ситуацию в команде осложнил еще и тот факт, что тогдашний главный тренер «Арсенала» Юрий Бакалов подал в отставку. Неоднократные призывы футболистов и болельщиков клуба к общественности спасти «Арсенал» ни к чему так и не привели.

9 октября 2013 года бывший генеральный директор клуба Виктор Иванович Головко официально объявил о том, что «канониры» не поедут еще и на матч 1/8 финала Кубка Украины против тернопольской «Нивы». А через день Головко сделал новое заявление о том, что киевский «Арсенал» снимается со всех соревнований и начинает процедуру банкротства.

В декабре 2013 года преданные болельщики, футболисты, тренеры и специалисты, работавшие в ФК «Арсенал» решили помочь возрождению клуба. И уже в январе 2014 инициативная группа «Арсенал-1925» начала поиск инвесторов для «канониров».

Во второй половине января на призыв людей преданных имени киевского «Арсенала» откликнулся известный украинский гонщик и бизнесмен Алексей Кикирешко. Уже через несколько дней Алексей Викторович прошел, все необходимые юридические процедуры и стал новым владельцем ФК «Арсенал-Киев».