Kekalahan kepada Crystal Palace dan Wolves, minggu lalu, menjejaskan harapan The Gunners untuk mengukuhkan kedudukan dalam kelompok empat teratas.
Tetapi kekalahan terbaru kepada The Foxes itu bermakna, mereka memerlukan empat mata lagi untuk kelayakan UCL sekiranya Chelsea mengatasi Manchester United, lewat malam ini.
Arsenal membuat langkah sumbang ekoran terjahan lewat Ainsley Maitland-Niles ke atas James Maddison yang membawa kepada insiden kad kuning kedua pada minit ke-36.
Pemain tengah Leicester itu mencetuskan peluang buat jaringan pembukaan Youri Tielemans menerusi tandukan kencang sebelum sejam usia permainan sementara Vardy menemui sentuhan penyudah pada minit ke-86 dan masa kecederaan.
Skuad Brendan Rodgers itu mendominasi perlawanan sebaik tiupan wisel pertama apabila mencipta peluang awal yang dijanak oleh Jonny Evans dan Maddison — tetapi Arsenal memiliki peluang yang lebih terbuka ketika Alexandre Lacazette melancarkan rembatan dari jarak 12 ela di pertengahan babak pertama.
Penjaga gawang The Gunners, Bernd Leno, melakukan aksi menyelamat luar biasa untuk mengekang tandukan Wilfred Ndidi sementara sentuhan Vardy menggegar palang setelah menerima hantaran Marc Albrighton.
Kasper Schmeichel turut diuji di gawang Leicester apabila perlu menafikan percubaan rendah Alex Iwobi dengan kakinya sebelum Maitland-Niles diarah keluar padang.
Leno sekali lagi dipaksa untuk bertindak sebelum rehat dengan mengekang percubaan Vardy.
Leicester terus memberi tekanan sebaik permainan bersambung dan selepas 59 minit perlawanan, mereka menerima ganjaran apabila penyerang, Maddison, menyudahkan hantaran silang Tielemans dari sebelah kanan.
Selepas itu, pemain Belgium itu melepaskan rembatan liar sebelum ketangkasan Leno dituntut untuk menyangkal percubaan Ricardo Pereira dan pemain gantian, Harvey Barnes.
Arsenal yang tenggelam cuba bangkit pada penghujung permainan tetapi dihukum pula dengan gol ke-17 dan ke-18 Vardy dalam kempen musim ini.
Dia menanduk masuk golnya selepas usaha awalnya untuk melepasi Leno terkena palang dan menambah derita skuad kendalian Emery itu dalam masa pemberhentian apabila menolak mudah peluang yang dicipta Pereira.