Tras conseguir el título estuvo una temporada en el Chelsea F. C. consiguiendo una Premier League, una Copa de la Liga inglesa y una Community Shield.
Su primer gol en las filas del Chelsea lo consiguió el 24 de agosto contra el Crystal Palace F. C. El primer año que jugó en Inglaterra, Tiago consiguió alzarse con la Premier League solo perdiéndose cuatro partidos en toda la liga.
En el verano de 2008 se produjeron las negociaciones para que Tiago volviera a la Premier League mediante una cesión al Everton F. C. pero estas no fructificaron porque Tiago se negó a irse ya que no estaba de acuerdo con las condiciones.
En la Copa del Rey, se proclamó campeón el 17 de mayo venciendo al Madrid en la final por uno a dos.
La continuidad de Tiago en el club madrileño había sido solicitada por el entrenador Diego Simeone.
Durante la temporada 2013-14 Tiago disputó su partido centésimo[5] en Primera División el 27 de octubre en la victoria por cinco a cero ante el Betis.
En dicho partido el Atleti venció por uno a cero al Barcelona y se clasificó para las semifinales.
Las semifinales depararon un enfrentamiento ante su antiguo club, el Chelsea, y, de nuevo, el Atlético se clasificó para disputar la final cuarenta años después.
La final se disputó en Lisboa frente al Real Madrid C. F. donde cayó derrotado por cuatro goles a uno tras llegar con empate a uno al final de los 90 minutos reglamentarios y tener que decidirse el título en la prórroga.
Tras terminar la temporada, Tiago finalizó su contrato y aunque el Atlético le ofreció una renovación a la baja, decidió rechazarla[7] pues tenía importantes ofertas económicas de Catar[8] y posteriormente del Chelsea.
Unos días después de este anuncio se conoció que unos problemas con la licencia[10] no iban a permitir al jugador portugués fichar por el Chelsea y el Atlético le ofreció continuar vistiendo la elástica rojiblanca dos años más; ofrecimiento que fue aceptado por su parte y así se reincorporó a los entrenamientos del club rojiblanco.
[13] En el mes de octubre, tras haber dirigido al equipo en tres partidos, decidió dejar el cargo por discrepancias con la directiva.