A belga játékos ötéves szerződést kötött a klubbal 2011-ben, ám rögtön a spanyol Atletico Madrid csapatához került kölcsönben a 2011-12-es szezonra. Thibaut bizonyította tehetségét, hisz összesen 52 alkalommal állt a madridiak kapujában, amivel nagyban hozzájárult az Európa Liga aranyhoz. Ezt követően közös megegyezéssel meghosszabbították szerződését 12 hónappal - és ő megint bizonyította, hogy megérte.
Végül maradt harmadik madridi szezonjára is, amiben sikerült megdönteniük a Barcelona és a Real Mardid évek óta tartó uralmát azzal, hogy elnyerték előlök a a spanyol bajnoki trófeát. Ebben a szezonban a BL-ben remekeltek, ahol csak a Real Madrid állította meg őket a döntőben, a hosszabítás alatt.
A belga hálóőr hazája válogatottjában is remekel, és oszlopos tagja volt a 2014-es brazil VB-n. A VB után tért vissza a Stamford Bridge-re, ahol rögtön a bajnokság nyitófordulójában be is mutatkozott egy 3-1-es győzelem alkalmával a Burnley ellen. Első angol szezonja bajnoki címmel ért véget.
A fiatal tehetség Petr Cech mellé érkezett, és sikerült is megtörnie a cseh hálóőr több mint 10 éves uralmát a Kékek kapujában.
