Chelseas seger innebär att lagets förlustfria rad nu är uppe i 19 matcher i liga- och cupspel.
De tre senaste årens mästarlag började säsongen med att förlora borta mot Manchester United, men är förlustfria sedan dess.
Zecira Musovic vaktade målet för Chelsea och Johanna Rytting Kaneryd byttes in i 80:e minuten. Lagkaptenen Magdalena Eriksson satt på bänken hela matchen.
Norskan Guro Reiten stod för det matchvinnande målet i 64:e minuten när hon sköt 3–1 i friläge sedan Sam Kerr nickskarvat fram bollen.
Matchens prestation stod dock Lauren James för när hon sprintade igenom Tottenhamförsvaret och sköt 2–1 via bortre stolpen efter 27 minuters spel.
Manchester United fick bara 0–0 hemma mot Everton där backen Nathalie Björn spelade hela matchen och Hanna Bennison byttes in i 56:e minuten.
Chelsea leder Super League på 31 poäng, två före Manchester United.
Arsenal – med Lina Hurtig, Stina Blackstenius och tränaren Jonas Eidevall – tappade viktiga poäng i bortaderbyt mot West Ham. Trots stort spelövertag och flera chanser slutade matchen 0–0.
Arsenal är ligatrea, fem poäng bakom Chelsea men har en match mindre spelad.