Het beslissende moment kwam in de 80e minuut, toen Madueke naar binnen snijdde en schoot. Zijn poging kreeg een afwijking op weg langs de doelman, waardoor Arsenal drie punten kreeg uit een wedstrijd waarin duidelijke kansen schaars waren.
Nottingham Forest-manager Oliver Glasner vond de uitkomst hard voor zijn ploeg, die met discipline verdedigde maar hun eigen veelbelovende momenten niet in een doelpunt kon omzetten.
"Ik denk dat iedereen voelt dat het resultaat vandaag oneerlijk is, maar het is weer een nederlaag en een wedstrijd waarin we niet kunnen scoren op het City Ground," zei Glasner tegen Sky Sports.
"Verdedigend was het een prestatie van topniveau. Een afgeweken schot en Arsenal neemt de overwinning. Maar we hadden onze momenten in de wedstrijd en het is belangrijk dat je deze momenten benut wanneer je tegen de kampioenen speelt. Het is hetzelfde in elke wedstrijd. Vandaag was de prestatie, de inspanningen, de geest en de energie op een echt goed niveau, maar het resultaat ontbreekt."
Arsenal had moeite om ruimte te vinden tegen de georganiseerde opstelling van Forest. Arteta erkende dat de thuisploeg moeilijk te doorbreken was en zei dat zijn spelers geduldig moesten blijven totdat er een opening verscheen.
"We wisten dat de marges echt klein zouden zijn. Ze zijn extreem goed getraind en georganiseerd," zei hij. "Hoe langer de wedstrijd duurt, hoe meer vertrouwen ze krijgen. We moesten zo geduldig zijn - en klinisch wanneer we de kans kregen."
Arteta wees ook op de kansen die Arsenal na de pauze creëerde, terwijl hij toegaf dat het team er meer van moest maken.
"We hebben nog drie grote kansen die doelpunten zouden moeten zijn. Dat is het verschil, je moet klinisch zijn. Als we ze blijven genereren, zullen ze komen."
De Arsenal-manager prees de impact van zijn invallers, waarbij hij Madueke, Jurrien Timber, Mikel Merino en Viktor Gyökeres noemde als degenen die hielpen de wedstrijd te veranderen.
"Soms kun je gefrustreerd raken met teams die moeilijk te doorbreken zijn. In de eerste helft hadden we geen schot op doel en dat is iets waar we het over hebben gehad," zei Arteta. "We hadden er nog twee grote in de tweede helft, maar het enige schot op doel dat we hadden was een kleine afwijking en het is erin."
Madueke zei dat Arsenal een moeilijke middag had verwacht en diep moest graven.
"Ze maken het zo moeilijk voor je. Het was een zware wedstrijd. We zijn echt samen blij. We toonden doorzettingsvermogen en vastberadenheid en toonden een kampioensgeest," vertelde hij aan Sky Sports.
De vleugelspeler voegde eraan toe dat het geloof van Arsenal was gegroeid in vergelijking met vorig seizoen, toen soortgelijke wedstrijden misschien waren weggeslipt.
Voor Forest werd de frustratie verergerd door weer een thuiswedstrijd zonder doelpunt. Glasner drong er bij zijn spelers op aan om verenigd te blijven en voort te bouwen op de defensieve prestatie, maar het resultaat liet hen zonder beloning voor een prestatie die hij meer waard vond.