L'attaquant international de 26 ans, en fin de contrat avec les Girondins, était pisté par Arsenal depuis plusieurs mois.
"Nous sommes ravis que Marouane Chamakh nous ait rejoints", a déclaré l'entraîneur Arsène Wenger sur le site du club.
"C'est un joueur que nous admirons depuis longtemps et maintenant il va apporter beaucoup de qualité à notre équipe, a-t-il ajouté. Chamakh a prouvé qu'il est un très grand joueur avec ses performances à Bordeaux et avec le Maroc ces dernières saisons et nous l'attendons avec impatience."
Pendant huit ans à Bordeaux, Chamakh a marqué 79 buts en 293 matches et a été sacré champion de France lors de la saison 2008-2009.
Chamakh portera le numéro 29 et rejoint dans le secteur offensif les autres attaquants Robin van Persie, Nicklas Bendtner, Eduardo et Carlos Vela.