در ۵ ژوئن ۲۰۱۸، استفان لیختشتاینر با قراردادی آزاد به آرسنال پیوست.
در ۱۳ اوت، در بازی افتتاحیه لیگ مقابل منچستر سیتی، او در اواسط نیمه اول به عنوان تعویض زودهنگام به جای اینسلی میتلند نایلزِ مصدوم وارد زمین شد. ارسالهای او تا حدی ناامیدکننده بود، اما با توجه به اینکه با وجود دفاع راست بودن عجولانه در سمت چپ به کار گرفته شد، عملکرد مناسبی از خود نشان داد.
پس از مدتی عدم حضور در زمین، او در نخستین دور لیگ اروپا بازی کرد، اما عملکردش فاجعهبار بود. هر دو گل حریف روی اشتباهات لیختشتاینر و عدم یارگیری صحیح او به ثمر رسید. از آن پس، او تنها در جامهای داخلی به میدان رفت و نشان داد که صرفاً یک بازیکن ذخیره و راهنماست.
او در هفته دهم لیگ برتر مقابل کریستال پالاس به دلیل مصدومیت عضلانی بلرین عجولانه به زمین فرستاده شد و اگرچه مقابل زاها به زحمت افتاد، اما اشتباه فاحشی مرتکب نشد. او در برابر سرعت ویلفرد زاها دستوپا میزد، اما توانست با بازی خطادارِ هوشمندانه و مؤثر او را کنترل کند.
در بازی بعدی در جام اتحادیه، او موفق شد روی پاس چیپ فوقالعاده گندوزی با یک نفوذ به عنوان وینگبک و ضربه یکضرب گلزنی کند.
در مسابقه مقابل منچستر یونایتد در هفته پانزدهم لیگ برتر، او به جای راب هولدینگ که در نیمه اول با تکل خشن مارکوس رشفورد مصدوم شده بود وارد زمین شد و تا پایان بازی به میدان رفت. در ابتدا او با جا ماندن از رشفورد متزلزل نشان داد، اما به عنوان بازیکنی باتجربه، در نیمه دوم جای خالی هولدینگ را به خوبی پر کرد.
برخلاف ابتدای فصل، او نشانههایی از بهبود تدریجی را به نمایش گذاشت.
عملکرد او در بازی هفته هفدهم مقابل ساوتهمپتون ناامیدکننده بود، اما آن پست، پست اصلی او نبود و با توجه به وضعیت خودِ تیم که به حدی خراب بود که مجبور شدند از ژاکا در خط دفاع استفاده کنند، او وظیفه خود را انجام داد. او در این بازی به دلیل مصدومیت تعویض شد، اما با قرار گرفتنش در لیست ذخیرههای بازی جام اتحادیه مقابل تاتنهام، مشخص شد که مصدومیتش جدی نبوده است.
در بازی مقابل برنلی او به عنوان تعویضی وارد زمین شد و کار را راحت کرد، اما در بازی مقابل برایتون در پست اصلی خود به میدان رفت و عملکرد بسیار ضعیفی ارائه داد. پس از دادن یک گل با اشتباه کشنده در ضربه سر، او با ارسالهای مبهم و دفاع ضعیفش به هدف اصلی مهاجمان برایتون تبدیل شد.
با این حال، از آنجا که خط دفاعی آرسنال به دلیل مصدومیتها در بحران بود، او در هفته بیستم در سفر به لیورپول بازی کرد و توسط خط حمله آنها به بیرحمانهترین شکل ممکن خرد شد. به ویژه درست زمانی که آرسنال با زدن گل اول در حال جان گرفتن بود، دور ریختن توپ توسط لیختشتاینر و خالی ماندن دروازه مانند آب سدی بر پیکر تیم بود.
در هفته بیستوسوم مقابل چلسی، هکتور بلرین به دلیل مصدومیت کشنده رباط صلیبی قدامی ناچار شد مابقی فصل را از دست بدهد.
در واقع، هم برای خود بازیکن و هم برای امری وضعیت بسیار ناراحتکنندهای است، زیرا او برای انجام این همه بازی جذب نشده بود. از هر جهت، این افت عملکرد به دلیل بالا رفتن سن تأسفبار است.
در هفته بیستوپنجم مقابل منچستر سیتی، او بدترین نمایش خود را ارائه داد و عامل اصلی شکست ۳-۱ تیم شد. از آنجا که او نمیتوانست به سرعت پوشش دهد، استرلینگ توانست آزادانه ارسال کند و با همین الگو، آگوئرو دو گل به ثمر رساند تا او بدترین بازیکنی زمین در آن دیدار شود. میتوان گفت او اکثر نفوذها و پاسهای استرلینگ را از دست داد. با این وجود، هواداران آرسنال به دلیل آگاهی از شرایط او و وضعیت درون تیم، برای تخریب او زیادهروی نمیکنند، اما همگی برایش ابراز تأسف مینمایند. حتی اغلب این نظر مطرح میشود که استفاده از جنکینسون که توانایی بدنی دارد بهتر است. با وجود اینکه افت بدنی او اجتنابناپذیر است، اما او هیچیک از مهارتهای یک بازیکن باتجربه و باکلاس را هم نشان نمیدهد.
در بازی بازگشت مقابل باته بوریسوف در لیگ اروپا، او پس از مدتها درخشش بزرگی داشت. حریف تیمی چند سطح پایینتر بود، اما با توجه به اینکه رقیبش نایلز عامل اصلی شکست در بازی رفت مقابل باته بود، احتمال زیادی وجود دارد که لیختشتاینر در آینده بازیکن اصلی باشد.
سپس در بازی لیگ مقابل ساوتهمپتون، او پیش از تعویض در دقیقه ۵۵ نمایشی عالی ارائه داد که باعث شد مردم شگفتزده شوند که آیا این همان بازیکنی است که همین چند هفته پیش عملکرد ضعیفی داشت.
پس از آن، او گاه و بیگاه نمایشهای خوبی ارائه داد، اما با پایان یافتن قراردادش آرسنال را ترک کرد. او به عنوان مربی و بازیکن ذخیره بلرین آورده شده بود، اما بلرین بقیه فصل را از دست داد و فرم خودش نیز قابل اعتماد نبود. با این حال، نایلز همچنان نشانههایی از پیشرفت را بروز میدهد و قطعا نقش لیختشتاینر در آن وجود داشته است.
در ۳ ژوئن ۲۰۱۹، اعلام شد که لیختشتاینر پس از تنها یک فصل حضور در این باشگاه، آرسنال را ترک خواهد کرد.
دوران بازیگری: لوزرن سوئیس - گراس هاپرز سوئیس - لیل - لاتزیو - یوونتوس - آرسنال - آگزبورگ
تعداد بازی برای تیم اصلی آرسنال: ۲۳
تعداد بازی برای تیمهای پایه آرسنال: ۰
لیختشتاینر نخستین بازی ملی بزرگسالان خود را در سال ۲۰۰۶ در دیدار دوستانه مقابل برزیل انجام داد و با بهرهگیری از مصدومیت فیلیپ دگن، به مدافع راست اصلی سوئیس در یورو ۲۰۰۸ تبدیل شد.
او در مقدماتی و مرحله نهایی جامهای جهانی ۲۰۱۰ و ۲۰۱۴ حضور ثابت داشت و موفق شد نخستین گلهای ملی خود را در انتخابی یورو ۲۰۱۲ (مقابل مونتهنگرو) و انتخابی جام جهانی ۲۰۱۴ (دو گل مقابل ایسلند) به ثمر برساند.
با غیبت و سپس کنار گذاشته شدن گوکان اینلر، لیختشتاینر ابتدا به عنوان کاپیتان موقت و سپس کاپیتان دائمی تیم ملی سوئیس در یورو ۲۰۱۶ انتخاب شد.
در جریان بازیهای انتخابی جام جهانی ۲۰۱۸، او به رکورد ۱۰۰ بازی ملی رسید و در مرحله نهایی این تورنمنت در روسیه نیز تیم ملی کشورش را همراهی کرد.