در طول دوره آزمایشی او در آرسنال در تابستان ۲۰۱۰، ریو میاچی نظر آرسن ونگر، سرمربی آرسنال را جلب کرد و در ۳۱ ژانویه ۲۰۱۱ قرارداد حرفه‌ای امضا کرد. ونگر گفت: «ما بسیار خرسندیم که ریو میاچی به ما پیوسته است. او در تابستان با ما تمرینات آزمایشی انجام داد و دارای توانایی‌های خام و دست‌نخورده‌ای است که توجه باشگاه‌های زیادی را در سراسر جهان به خود جلب کرده است».
دقیقا پس از امضای قرارداد با آرسنال، اعلام شد که قرار است او به صورت قرضی به فاینورد بپیوندد.
همانطور که پس از دوره حضور قرضی‌اش در فاینورد به آرسنال بازگشت، میاچی برای تمرینات پیش‌فصل به تیم اصلی ملحق شد. او پس از درخشش در تمرینات، در لیست ۲۳ نفره برای تور پیش‌فصل آسیا قرار گرفت. میاچی اولین بازی پیش‌فصل خود را مقابل منتخب سوپرلیگ مالزی انجام داد؛ او بازی را از ابتدا آغاز کرد و در دقیقه ۶۶ جای خود را به روبین فن پرسی داد.
در ۹ اوت ۲۰۱۱، با استناد به مدارک ارائه شده توسط ونگر و فدراسیون فوتبال ژاپن، به میاچی مجوز کار برای بازی در آرسنال به عنوان یک استعداد استثنایی اعطا شد و او برای همراهی آرسنال در طول فصل ۲۰۱۱/۱۲ مجاز شناخته شد. او همچنین در لیست ۲۳ نفره آرسنال در لیگ قهرمانان اروپا برای دیدار مقابل اودینزه قرار گرفت. در ۲۳ اوت ۲۰۱۱، میاچی در تیم رزروهای آرسنال مقابل رزروهای ویگان به میدان رفت و در دقیقه ۸۳ گلزنی کرد.
در ۲۰ سپتامبر ۲۰۱۱، میاچی اولین بازی خود را برای تیم اصلی مقابل تیم شروزبری تاون از لیگ دسته دو، در دور سوم جام اتحادیه به عنوان تعویضی در دقیقه ۷۱ انجام داد. او همچنین در جام اتحادیه بار دیگر به عنوان تعویضی وارد زمین شد و آرسنال در آن دیدار با نتیجه ۲-۱ مقابل بولتون به پیروزی رسید.
در طول بازی تیم رزروها مقابل فولام در ۷ نوامبر ۲۰۱۱، میاچی ۳۴ دقیقه بازی کرد و سپس به دلیل مصدومیت از ناحیه مچ پا مجبور به ترک زمین شد؛ مصدومیتی که باعث شد او چند هفته دور از میدان‌ها باشد. با وجود حضور در تیم اصلی، میاچی اعتراف کرد که هنوز چیزهای زیادی برای یادگیری دارد.
در ۳۱ ژانویه ۲۰۱۲، میاچی با قرارداد قرضی تا پایان فصل به بولتون پیوست.
در ۱۳ اوت ۲۰۱۲، آرسنال تایید کرد که میاچی با قراردادی قرضی و یک‌ساله به ویگان پیوسته است.
میاچی به دلیل مصدومیت، بازگشت زودهنگامی از انتقال قرضی خود در ویگان به ورزشگاه امارات داشت. در ۲۲ ژوئیه ۲۰۱۳، میاچی اولین گل خود را برای آرسنال در یک بازی دوستانه مقابل ناگویا گرامپوس در طول تور پیش‌فصل آسیا به ثمر رساند و در دقیقه ۲۶ یک ضربه پنالتی را گل کرد. او در ادامه در ۲۸ اوت ۲۰۱۳ اولین بازی خود را در لیگ قهرمانان اروپا در پیروزی ۲-۰ مقابل فنرباغچه انجام داد.
با وجود علاقه باشگاه سابقش فاینورد و هیرنفین، در ۱ سپتامبر ۲۰۱۴ میاچی با یک قرارداد قرضی یک‌ساله به دیگر تیم هلندی، یعنی توئنته فرستاده شد.
در ۱۸ ژوئن ۲۰۱۵، میاچی قراردادی سه ساله با سن پائولی در بوندسلیگا ۲ امضا کرد.