En 2009 se marchó al recién ascendido a Ligue 1 Lorient F. C. en el cual fue titular.

Arsène Wenger, entrenador del Arsenal F. C., confirmó su contratación, al club londinense en 2010 y le fue otorgada la camiseta número 6.

En tres temporadas, disputó cuarenta y ocho cotejos con el Guingamp, jugando principalmente como lateral derecho.

En 2007, se unió al Tours que jugaba en la tercera división de Francia y con el cual ascendería a la Ligue 2.

Un mes después debutó en una competición oficial (Premier League) ante el Liverpool en Anfield y fue expulsado al minuto 94 por acumular su segunda tarjeta amarilla.

El cotejo culminó 1–1 con ambos equipos con debutantes expulsados (Joe Cole también vio la tarjeta roja).

En todo enero de 2011, Johan Djourou y Koscielny formaron la defensa que no concedió gol alguno en la Premier.

Sin duda, su mejor actuación hasta la fecha con la camiseta 'Gunner' fue ante el poderoso Barcelona en la Liga de Campeones.

Sus actuaciones fueron aplaudidas por la prensa e incluso una leyenda del Arsenal, Martin Keown, dijo que su performance fue "impresionante" y "magnífica".

Sin embargo, regresó en el peor partido de la historia del Arsenal en la Premier League, tras perder 8–2 ante Manchester United.

Debido a unas molestias, no arrancó en las primeras jornadas de la temporada; sin embargo, en su primer encuentro como titular, frente al Manchester City, anotó el gol del empate en el Etihad Stadium.

Finalizó la campaña como titular, haciendo dupla en el centro de la defensa con Per Mertesacker.

Fue titular en el debut en la Premier frente al Aston Villa, encuentro que finalizó con derrota para los 'Gunners' por 3 a 1 y con Koscielny siendo echado del campo de juego tras ver la tarjeta roja.

Koscielny se retiró del terreno de juego y fue llevado al hospital.

Se recuperó y formó una dupla defensiva muy sólida junto a Per Mertesacker.

Por tener ascendencia polaca podía representar a Polonia e incluso hubo contactos con el seleccionador pero Koscielny dijo que su prioridad era jugar por Francia.

Finalmente, logró debutar ante Estados Unidos el 11 de noviembre, partido amistoso que ganaron 1-0.

Francia perdió de visita 2-0, encuentro en el cual Koscielny cometió un penal y fue expulsado por agredir a Oleksandr Kucher.

[18]​[19]​ Disputó algunos partidos como titular y otros entrando desde el banco de suplentes.