Først sendte nordmannen Arsenal i ledelsen i starten av andre omgang, etter at Mikel Artetas menn lenge hadde slitt med å få hull på byllen.
Og et kvarter før full tid fant Ødegaard veien til nettmaskene igjen. 23-åringen står nå med sju mål i Premier League denne sesongen, og er dermed toppscorer for Arsenal i ligaen.
De to målene til Ødegaard sørget for tre nye poeng for Arsenal, som nå har fått en luke på fem poeng ned til Manchester City på tabelltoppen.
Nordmannens første scoring kom etter at Fabio Vieria slo ballen inn foran mål, og Ødegaard fikk en enkel jobb med å sette kula i mål fra to meter på åpent mål.
Ødegaards andre mål kom etter et sterkt Arsenal-press mot Wolves sitt mål, som resulterte i at en retur fra Jose Sa landet i beina til 23-åringen. Han banket ballen i det venstre hjørnet med en flott avslutning.
Nordmannen hylles etter sine to mål lørdag kveld.
– Martin Ødegaard. Er det mulig. Kaptein for Arsenal med poengs forsprang på neste lag, om dette holder. Og i tillegg toppscorer. Vanligvis i kjole og hvitt og serverer kaffen - men Martin kan alt. Utrolig moro, skriver Viaplay-kommentator Kasper Wikestad på Twitter.