Considerato uno dei migliori difensori della storia del calcio, ha trascorso la prima parte della sua carriera in Brasile, per poi trasferirsi in Europa. Nel 2009 si è trasferito al , con cui ha vinto un campionato italiano (2010-11) e una Supercoppa italiana (2011). Dal 2012 al 2020 ha giocato con il con cui ha vinto sette campionati francesi. Dal 2020 al 2024 ha giocato nel Chelsea con cui ha conquistato una UEFA Champions League (2020-2021), una Supercoppa UEFA (2021) e una Coppa del mondo per club FIFA (2021). Tra il 2024 e il 2025 è ritornato al Fluminense mentre nel 2026 ha militato nel vincendo un campionato portoghese (2025-26).
Con la nazionale brasiliana ha partecipato a quattro Mondiali (2010, 2014, 2018 e 2022), quattro Coppe America (2011, 2015, 2019 e 2021) e una Confederations Cup (2013), vincendo una Coppa America (2019) e la Confederations Cup.
Caratteristiche tecniche Adattato in alcune circostanze mediano con capacità di giocare anche come terzino, durante la sua permanenza alla Juventude è diventato difensore centrale dall'idea dell'allenatore Ivo Wortmann. Abile nel gioco aereo, possiede una buona velocità di base, senso della posizione ed è ottimo negli interventi in anticipo e in chiusura, oltre che nel leggere lo sviluppo dell'azione avversaria. In grado anche di far ripartire l'azione della propria squadra, era considerato, da molti, il difensore più forte al mondo nel 2012 al momento del suo trasferimento dal Milan al PSG.
Carriera Club Gli inizi in Brasile Thiago Silva ha iniziato a giocare nelle giovanili del Fluminense nel 1998, ricoprendo il ruolo di centrocampista. L'anno seguente, date le poche possibilità di giocare nelle giovanili Tricolor, ha sostenuto alcuni provini con Madureira, Olaria e Flamengo, tutti con esito negativo.
Dopo un anno nelle giovanili del Barcelona-RJ, dal novembre del 2000 al novembre del 2001, gli è stato offerto un contratto da professionista dall'RS Futebol, con cui ha disputato la terza divisione del Campionato Gaúcho.
Nel 2004 è stato acquistato dalla Juventude, con la quale ha debuttato nel Brasileirão il 21 aprile 2004 contro il Cruzeiro. In totale durante la stagione 2004 ha disputato 28 partite nel campionato di Série A segnando 3 gol, il primo dei quali il 2 maggio 2004 contro il Paraná, e una gara nella Coppa del Brasile, per un totale di 29 presenze e 3 reti.
La prima esperienza in Europa: Porto e Dinamo Mosca Le sue prestazioni nel nuovo ruolo di difensore centrale lo hanno fatto notare da alcuni club europei, in particolare il Porto, che nel 2004, dopo un periodo di prova, lo ha acquistato per 2,5 milioni di euro. A causa di un infortunio e alcuni problemi respiratori non è stato aggregato alla prima squadra ma ha giocato solo con la squadra B in Segunda Divisão B, la terza serie nazionale.
Nel gennaio del 2005 è stato ceduto in prestito alla Dinamo Mosca. A Mosca gli è stata diagnosticata la tubercolosi, che lo ha costretto a farsi operare per non perdere un polmone e a stare fermo per circa un anno.
Fluminense Nel 2006 è ritornato in Brasile per provare a ricominciare la carriera con il club che lo aveva cresciuto nelle giovanili, il Fluminense. Nel 2007 con il Fluminense ha vinto la Coppa del Brasile e a livello personale la Bola de Prata, premio riservato agli 11 migliori giocatori del campionato brasiliano. Nel 2008 è arrivato sino alla finale della Coppa Libertadores persa ai rigori contro l'LDU Quito. In totale con il Fluminense ha disputato 146 partite nelle quali ha segnato 14 gol.
Milan
Nel dicembre del 2008 si è accordato con il Milan, che lo ha pagato 10 milioni di euro e con cui ha firmato un quadriennale da 2,5 milioni di euro. La società italiana ha potuto tesserarlo ufficialmente solo a partire dalla stagione seguente, a causa della mancanza di posti disponibili per gli extracomunitari, ma ha deciso comunque di farlo allenare a Milanello con i nuovi compagni, a cui si è aggregato a partire dal gennaio del 2009. In precedenza il Villarreal aveva già trovato un'intesa con il Fluminense, che non si è però conclusa con il trasferimento del giocatore in Spagna.
Il 22 agosto 2009 ha debuttato con il Milan e in Serie A nella partita vinta per 2-1 in casa del , mentre il 15 settembre 2009 ha esordito nelle competizioni UEFA per club in Olympique Marsiglia-Milan (1-2), partita valida per la prima giornata della fase a gironi della Champions League 2009-2010. Ha realizzato il suo primo gol ufficiale in maglia rossonera l'8 novembre seguente segnando di testa allo Stadio Olimpico di Roma contro la Lazio, partita nella quale è anche stato autore di un autogol nel 2-1 finale per il Milan. Thiago Silva ha concluso la sua prima annata al Milan totalizzando 33 presenze e 2 reti.
Ha iniziato positivamente la stagione 2010-2011, segnando nella prima gara ufficiale il secondo gol del Milan nella partita casalinga vinta dai rossoneri per 4-0 contro il Lecce. Nella parte centrale della stagione è stato impiegato anche come mediano per sopperire all'indisponibilità di centrocampisti dovuta a infortuni e squalifiche. Il 7 maggio 2011 ha vinto il suo primo scudetto e trofeo con i rossoneri a due giornate dal termine del campionato grazie allo 0-0 contro la Roma.
Il 17 maggio seguente, ha prolungato il contratto con il Milan firmando un accordo quinquennale fino al 30 giugno 2016. Il 6 agosto 2011 ha vinto la Supercoppa italiana con il Milan battendo l'Inter a Pechino per 2-1. Il 13 settembre seguente ha segnato la sua prima rete in Champions League, realizzando nei minuti di recupero con un colpo di testa su calcio d'angolo il gol che ha determinato il 2-2 finale al Camp Nou contro il Barcellona nella prima giornata della fase a gironi. Il 27 novembre 2011 ha indossato per la prima volta la fascia di capitano del Milan in occasione della partita casalinga contro il Chievo; nel corso della gara ha anche segnato la prima rete dell'incontro con un tiro dal limite dell'area su assist di Boateng. Il 24 marzo 2012, durante la gara di campionato contro la Roma, è stato costretto a lasciare il campo a causa di una lesione muscolare al bicipite femorale della coscia destra che gli ha causato circa due mesi di stop.
Paris Saint-Germain 2012-2016
Il 14 luglio 2012, nonostante avesse rinnovato il suo contratto con il Milan pochi giorni prima, è stato acquistato dai francesi del Paris Saint-Germain, con cui ha siglato un accordo quinquennale fino al 30 giugno 2017. La cifra corrisposta dal club francese, 39 milioni di euro, ha reso l'operazione il secondo trasferimento più costoso per un difensore dopo quello di Rio Ferdinand dal Leeds al Manchester United (46 milioni) e, fino a quel momento, il più caro della Ligue 1.
Il calciatore brasiliano ha scelto di indossare la maglia numero 2 e ha fatto il suo esordio con la squadra parigina il 18 settembre seguente, in occasione della partita di Champions League vinta per 4-1 contro la Dinamo Kiev, nel corso della quale ha realizzato il gol del momentaneo 2-0. Nel corso della stagione Thiago Silva è stato scelto da Carlo Ancelotti come capitano del PSG; il brasiliano ha indossato per la prima la volta la fascia il 21 novembre 2012 contro la Dinamo Kiev e poi l'ha mantenuta anche nelle gare successive nonostante il rientro di Christophe Jallet e Mamadou Sakho, che in precedenza avevano ricoperto tale ruolo. Ha concluso la prima stagione a Parigi con 34 presenze e 3 gol (2 in Champions League e uno in Coppa di Lega) e vincendo la Ligue 1, dove ha disputato 22 partite.
Ha iniziato la stagione 2013-2014 vincendo la Supercoppa di Francia grazie al 2-1 ottenuto il 3 agosto 2013 a Libreville contro il Bordeaux. Il 22 agosto seguente ha prolungato di un anno, fino al 30 giugno 2018, il proprio contratto con il Paris Saint-Germain. Alla fine di settembre del 2013, durante la partita di campionato contro il , si è infortunato al bicipite femorale ed è dovuto stare fermo per circa 6 settimane. È tornato a disposizione per la partita di Champions League contro l' del 5 novembre 2013 durante la quale è entrato in campo nel corso della ripresa. Il 1º dicembre seguente, nel corso del secondo tempo della partita vinta per 4-0 contro l'Olympique Lione, ha segnato il suo primo gol nella Ligue 1. Va di nuovo a segno nelle partite vinte in casa entrambe 5-0 contro il Sochaux e contro il Nantes. Conclude la stagione vincendo oltre che al suo secondo campionato francese consecutivo la sua prima Coupe de la Ligue battendo in finale il Lione per 2-1.
La prima presenza nella nuova stagione la trova alla prima giornata di campionato nella partita pareggiata per 2-2 in casa dello Stade Reims. Successivamente salterà 9 partite di Ligue 1 e 2 di Champions League per la rottura di una fibra muscolare. Il 21 febbraio 2015 segna il suo primo gol della stagione nella partita vinta 3-1 in casa contro il Tolosa. L'11 marzo 2015 nella partita di ritorno degli ottavi di Champions League segna al minuto '114 dei tempi supplementari il gol del 2-2 definitivo di testa su calcio d'angolo di Thiago Motta che decreta il passaggio del turno del PSG a discapito del Chelsea grazie ai gol segnati in trasferta. Infatti all'andata la partita si era conclusa con il risultato di 1-1. Grazie a questo storico passaggio del turno lui e i suoi compagni ricevono un premio di 260,000 € circa a testa. Verranno poi eliminati ai quarti di finale per mano del Barcellona con la doppia sconfitta per 3-1 in casa e 2-0 in Spagna. L'11 aprile 2015 vince la sua seconda Coupe de la Ligue battendo in finale 4-0 il Bastia.
Inizia la nuova stagione giocando la finale della Supercoppa di Francia e, vincendola 4-1 contro il Lione, conquista il primo trofeo stagionale. Alla seconda giornata di Ligue 1 trova il primo gol stagionale nella vittoria per 2-0 in casa contro il Gazélec Ajaccio. A fine stagione vince altri tre trofei: la Ligue 1, la Coupe de France e la Coupe de la Ligue.
2016-2020 La stagione 2016-2017 vede un serrato testa a testa con il Monaco in Ligue 1, che si risolve con la vittoria dei monegaschi. Vince però la Coupe de France e la Coupe de la Ligue. Nella stagione 2017-2018 il Paris Saint-Germain torna a laurearsi campione di Francia, vincendo la Ligue 1, oltre a confermarsi in Coupe de France e in Coupe de la Ligue. Nella stagione successiva, nonostante il cambio in panchina (il terzo per il brasiliano da quando è al PSG), Thiago Silva resta un elemento centrale. A fine anno, il brasiliano può festeggiare un'altra Ligue 1.
Nella stagione 2019-2020 conquista un altro treble nazionale, vincendo la Ligue 1 (la settima personale), la Coupe de France e la Coupe de la Ligue, e raggiunge l'ultimo atto della Champions League, la prima per il club parigino. La finale persa per 0-1 contro il è anche l'ultima partita del brasiliano con la maglia del PSG, che dopo otto anni lascia Parigi.
Chelsea
Il 28 agosto 2020 viene ufficializzato il suo passaggio a parametro zero al , con cui firma un contratto annuale con opzione per il secondo anno. L'esordio avviene il 23 settembre successivo nel successo per 6-0 in Coppa di Lega contro il . Tre giorni dopo, in occasione del match conclusosi in pareggio giocato contro il West Bromwich Albion (3-3), esordisce in Premier League indossando la fascia di capitano, diventando il calciatore ad averla indossata più velocemente nella storia del club. S'impone sin da subito come titolare e leader della retroguardia del , segnando pure la sua prima rete con i londinesi il 7 novembre nel successo per 4-1 contro lo . A fine anno vince la Champions League, pur giocando solamente 39 minuti nella finale contro il a causa di un infortunio. A fine stagione rinnova il proprio contratto con i Blues.