El equipo de Mikel Arteta se había colocado en una posición privilegiada en la ida, y Havertz salió desde el banquillo para sentenciar la victoria global por 4-2 en los instantes finales en el Emirates Stadium.
Ha sido un triunfo catártico para los Gunners, que habían perdido sus cuatro últimas semifinales: en la Champions League y la EFL Cup de la 2025, la EFL Cup de la 2022 y la Europa League de la 2021.
En su primera final en seis años, el Arsenal se medirá a Manchester City o Newcastle en Wembley el 22 de marzo. Los Citizens llegan con una ventaja de 2-0 sobre el Newcastle antes de la vuelta del miércoles en el Etihad Stadium.
El Arsenal no ha levantado la EFL Cup desde 1993 y ha perdido en sus tres últimas finales.
Ahora tiene la oportunidad de romper esa sequía y conquistar su primer título desde la FA Cup de la 2020, el único trofeo que ha sumado Arteta desde su llegada en diciembre de 2019.
"Sabíamos que iba a ser una auténtica batalla ahí fuera. Esa resiliencia, esa claridad para entender qué tipo de partido debíamos jugar, lo hemos hecho muy bien", ha declarado Arteta.
"Había un ambiente especial en nuestro estadio. Marca una gran diferencia. Llevábamos años esperando estar en esta posición y, sin duda, vamos a disfrutarlo".
La temporada del Arsenal promete ser inolvidable. El equipo lidera la Premier League con seis puntos de ventaja y ha alcanzado los octavos de la Champions League tras ganar los ocho partidos de la fase de grupos.
Pese a sus éxitos, el Arsenal ha recibido críticas por su dependencia de los goles a balón parado y en jugadas de estrategia.
Arteta ha defendido con pasión el estilo de juego del Arsenal esta semana, revelando que tiene un "libro enorme de personas" que consideran que su equipo es "el más emocionante de Europa".
El duelo de desgaste del martes difícilmente silenciará a los críticos del Arsenal, pero a Arteta eso no le importa tras llevar a su equipo a Wembley.
El técnico del Chelsea, Liam Rosenior, había ganado seis de sus siete partidos en todas las competiciones desde su llegada procedente del Strasbourg para sustituir a Enzo Maresca.
Sin embargo, Rosenior no ha logrado resolver el enigma del Arsenal, ya que los Gunners le han infligido las dos únicas derrotas de su breve etapa.
"El Arsenal sabe que ha tenido un partido duro, en ambos encuentros. Dominamos las zonas que queríamos en la segunda parte, pero no encontramos ese momento de calidad", ha comentado Rosenior.
"Duele perder. Solo tenemos que seguir mejorando, y eso es lo que estoy viendo del primer partido al segundo".
Golpe definitivo
Sin el capitán Martin Odegaard, fuera por un problema muscular, y sin el extremo Bukayo Saka, lesionado en el calentamiento previo al partido ante el Leeds el sábado, el Arsenal no ha mostrado su mejor versión, pero aun así ha logrado la victoria.
El cambio de Rosenior a una defensa central de tres hombres permitió al Chelsea frenar al Arsenal en una primera parte trabada.
Los Gunners se soltaron brevemente cuando Piero Hincapie probó desde la frontal, pero Robert Sanchez desvió el disparo.
La lluvia fue tan intensa en la primera mitad que Rosenior tuvo que quitarse las gafas empapadas para poder ver lo que ocurría.
Entre la cortina de agua, Rosenior vio con preocupación cómo un error de Malo Gusto permitió a Gabriel Martinelli plantarse ante la portería, aunque el defensa del Chelsea logró rehacerse y bloquear el disparo.
El Chelsea tardó 43 minutos en probar portería, cuando Enzo Fernandez lo intentó desde lejos y Kepa Arrizabalaga despejó de puños.
El Chelsea necesitaba buscar el gol, y Rosenior dio entrada a Cole Palmer y Estevao Willian pasada la hora de partido, renunciando a la defensa de tres.
Estevao asistió de inmediato a Fernandez, que rozó el gol con un disparo que se marchó alto, pero la amenaza del Chelsea se fue diluyendo.
Havertz asestó el golpe definitivo en los últimos segundos del descuento, superando a Sanchez y marcando a puerta vacía tras una contra en la que el Chelsea quedó desprotegido.