Con El Cacique, Fierro disputó 371 partidos y anotado en 88 ocasiones por campeonatos de Primera División.

Además junto con Johnny Herrera son los jugadores que más veces han ganado el Torneo Nacional en 9 ocasiones, siendo superados solo por Luis Mena con 11.

En el Torneo disputó 5 partidos y Colo-Colo llegó hasta Semifinales, donde fueron eliminados por Rangers tras haber perdido 2-1 en la ida y empatar a 2 tantos en el partido de vuelta.

Su primer gol en Primera División lo anotó en la derrota 2-1 frente a Cobresal el 16 de noviembre del mismo año.

Fierro se coronó campeón con Colo-Colo del Clausura 2002 tras vencer en la final a Universidad Católica por un marcador global de 5-2.

Este gran nivel le valió una convocatoria para la selección nacional a inicios de 2006.

Al año siguiente con Claudio Borghi como director técnico, realiza un gran desempeño en el torneo local donde obtiene su segundo título en el Torneo Apertura derrotando al clásico rival Universidad de Chile en tanda de penales, donde Fierro aportó con uno de los goles y luego ganaron el Clausura 2006.

[8]​ Desde ese año comenzó una de las etapas más gloriosas del club albo logrando un inédito Tetracampeonato y la final de la Copa Sudamericana 2006 perdiendo contra el Pachuca con jugadores de renombre como Matías Fernández, Humberto Suazo, Alexis Sánchez, Arturo Vidal, Claudio Bravo, Jorge Valdivia, el propio Fierro, entre otras estrellas.

Anotó 7 goles en 2008 sumando Apertura, Clausura y Copa Libertadores, en sus primeros seis años en el club logró 6 campeonatos nacionales.

Sin embargo, solo completó ocho partidos de liga en su temporada debut ingresando en todos en los segundos tiempos.

[12]​ En 2011, con Vanderlei Luxemburgo como nuevo director técnico, el jugador perdió su puesto de titular y entró regularmente en los segundos tiempos, presentando un fútbol regular, con algunas participaciones en los goles.

Sin embargo en dicho cuadrangular disputado en Temuco, Colo-Colo quedó último tras ser derrotado por la Universidad de Concepción mediante los penales durante el partido por el tercer lugar en los que el portero estadounidense Jimmy Maurer atajó tres lanzamientos (Rodrigo Millar, Lucas Wilchez y Mathías Vidangossy) y Horacio Cardozo desperdició al haberlo elevado.

[28]​ La siguiente fecha que fue la decimoquinta, la cual los albos jugaron el viernes 26 de octubre, Fierro anotó su quinto gol ante Unión San Felipe con El Cacique como visitante en la zona del Aconcagua luego de un excelente tiro libre al minuto 18' que fue el primer gol del partido que San Felipe dio vuelta 2–1 con goles del ex-colocolino Miguel Ángel González al minuto 27' y el delantero Javier Grbec al 61'.

Esto sentenció el paso a las semifinales de Colo-Colo contra Unión Española.

[29]​[30]​ Sin embargo Los Hispanos finalmente eliminaron al Cacique tras vencerlos 3–1 en Santa Laura y 2–0 en el Monumental, acabando con el objetivo colocolino de obtener su trigésimo título y una campaña que parecía increíble que finalmente terminó en nada.

No obstante, el 23 de enero, Colo-Colo en su Noche Alba volvería a triunfar con dos goles de Carlos Muñoz esta vez ante San Martín de San Juan que descontó con anotación del mediocampista Federico Poggi al minuto 82' para dejar el marcador finalmente dos a uno en la que se consideró la edición más exigua de este evento, considerando el bajo público en un partido que dejó que desear.

[46]​ Tras llevar dos fechas sin convertir, el 25 de enero marcó un doblete en la goleada 5-2 sobre Deportes Iquique en el norte por la cuarta fecha, así los albos lograron sumar 12 puntos y ser líderes absolutos del Clausura.

[51]​ Un mes después, el 30 de noviembre anotó su segundo gol en la goleada 4-1 sobre Cobreloa por la penúltima fecha del torneo, y finalmente en la última fecha cayeron 2-0 contra Wanderers en Valparaíso culminando terceros el Apertura.

[60]​ Por la novena fecha jugaron contra San Marcos de Arica en el Estadio Monumental y cayeron sorpresivamente por 1-0, en dicho encuentro el capitán albo fue expulsado recibiendo dos fechas de castigo y quedando suspendido para los duelos ante Huachipato y el superclásico contra la "U", además esta fue la décima expulsión en la carrera de Fierro.

[71]​ Finalmente acabaron segundos en el Clausura 2016 tras vencer agonicamente por 2-1 a Santiago Wanderers con agónico gol de Juan Delgado al minuto 90+4' y en Copa Libertadores quedaron eliminados por segundo año consecutivo en fase de grupos tras empatar 0-0 con Independiente del Valle en el Estadio Monumental.

Tras la polémica post duelo con Cobresal,[80]​ el presidente del club Aníbal Mosa salió a desmentir los rumores sobre la posible salida de Fierro asegurando que permanecerá en el club hasta fin de año.

[87]​ Tras la renuncia del entrenador argentino Fierro al menos jugaría algunos partidos ingresando desde el banco.

[89]​ Luego jugó los partidos ante Bolívar y Atlético Nacional en Copa Libertadores 2018 de titular.

[90]​[91]​ Además jugó los encuentros de Copa Chile 2018 frente a Ñublense en la segunda fase, donde anotó un gol en la vuelta en la victoria por 2-1, pero no le alcanzaría para clasificar, ya que en el partido de ida Colo-Colo fue vencido por 2-0.

[6]​ Luego del exitoso proceso clasificatorio que terminó con Chile segundo en la tabla, La Roja pudo clasificar a la Copa Mundial de 2010 en Sudáfrica y Fierro formó parte del plantel que la conformaría.