Arsenal må efterhånden kigge langt efter top-4 i Premier League, der giver adgang til Champions League i næste sæson.
Tirsdag havde London-klubben set frem til at nappe tre point mod agterlanternen, Swansea, men i stedet indkasserede Arsene Wengers tropper et overraskende nederlag på 1-3.
Målmand Petr Cech blev den store skurk, da han begik en brøler ved stillingen 1-1.
Det var Swanseas anden store skalp på otte dage. I den seneste runde blev det til sejr over Liverpool.
Med nederlaget ligger Arsenal på sjettepladsen med 42 point for 25 kampe. Det er otte point færre end Liverpool på fjerdepladsen.
Det startede ellers så godt for Arsenal, der efter 33 minutter bragte sig foran ved Nacho Monreal.
Men glæden varede kun et minut, inden Sam Clucas udlignede for hjemmeholdet.
Efter en times spil kunne det walisiske hjemmepublikum juble endnu højere, da Jordan Ayew bragte Swansea på 2-1.
Arsenal-målmand Petr Cech skulle sparke en bold væk fra eget felt, men han ramte den knap nok, og i stedet serverede han den for fødderne af Ayew.
Men tristessen stoppede ikke her for Arsenal. Fire minutter før tid cementerede Clucas sejren, da han med sit andet mål gjorde til 3-1.
Med sejren springer Swansea fra sidstepladsen til positionen lige over nedrykningsstregen i kraft af en bedre målscore end Stoke.
/ritzau/