Philippe Senderos je stigao u Arsenal u Julu 2003 kao 19-godisnjak. Karijeru je poceo u Svicarskom Servetteu a nakon odlicnih nastupa na Evropskom Prvenstvu za mlade reprezentacije (bio je kapiten Svicarske) dobio je ponudu Arsenala.

Zbog silnih povreda, za prvi tim je debitovao tek u Oktobru 2004 protiv Manchester Citya u Liga Kupu. U toj ezoni je odigrao ukupno 13 utakmica u Premier Ligi a nastupio je i u Ligi Prvaka.

U sezoni 2005/2006, Senderos je zbog povrede Sola Campbella dobio sansu u prvom timu i odlicno je iskoristio. Igrao je i u finalu FA Kupa a bio je i bitan u Ligi Prvaka gdje je Arsenal stigao do finala. Prvi gol u Premier Ligi je postigao protiv Sunderlanda 2007 na Emiratima.

Senderos je trenutno na posudbi u AC Milanu i postoje velike spekulacije da bi mogao napraviti i puni prelazak slijedeceg ljeta. Do sada, za Arsenal je u svim takmicenjima ukupno odigrao 115 utakmica i postigao 4 gola.