Madueke a rejoint Chelsea en janvier 2023, après avoir percé au PSV Eindhoven alors qu'il était adolescent.
Le joueur de 23 ans s'est engagé avec Arsenal après deux ans et demi à Stamford Bridge, où il s'est imposé comme un ailier précieux de l'équipe première.
Les Gunners ajoutent Madueke à une liste de plus en plus longue de recrues estivales, aux côtés de Kepa Arrizabalaga, Martin Zubimendi et Christian Norgaard.
"Merci pour l'amour, les éloges et aussi les critiques, j'apprécie tout cela," a déclaré Madueke aux supporters de Chelsea. "Je pars d'ici avec rien d'autre que de bons souvenirs."
Madueke devrait être en concurrence avec son coéquipier anglais Bukayo Saka pour le poste d'ailier droit, alors qu'Arsenal cherche à ajouter un trophée insaisissable à son impressionnante ascension sous la houlette de Mikel Arteta.