Первой взрослой командой Тиаго Силвы был «Жувентуде», вскоре он привлёк внимание европейских клубов и отправился сначала в «Порту», затем в 2005 году в московское «Динамо», которое тогда активно закупало португальских и бразильских легионеров. Тиаго находился лишь в аренде, срок которой истёк в 2007, тогда как контракт с динамовцами у футболиста действовал до конца 2008. Поданная в 2007 жалоба в ФИФА осталась безответной, московский клуб требует выплаты 15 миллионов евро. В России Силва серьёзно заболел, а потому не провёл за клуб ни одной встречи:
В 2006 году защитник вернулся на родину, где выступал за «Флуминенсе». Он стал одним из лидеров команды, которая сумела дойти до финала Кубка Либертадорес в 2008 году. Благодаря своей игре он был привлечён в сборную Бразилии, в составе которой завоевал бронзовую медаль ОИ-2008.
В декабре 2008 года Тиаго присоединился к «Милану» за ?10 миллионов. Дебютировал в сезоне 2008/09 в товарищеской игре против «Ганновера 96». Официальные же дебют состоялся в матче со «Сиеной» на старте сезона 2009/10. В целом провел сезон на высоком уровне, практически не допуская ошибок, и редко получая травмы. Летом 2010 «Реал Мадрид» сделал предложение в размере ?20 миллионов и в придачу Рафаэля ван дер Варта, но «Милан» отверг предложения не желая отпускать своего ведущего защитника. В ноябре 2010 Силва рассказал почему не перешел в «Реал»: его перехода не желала жена Изабель.
18 мая 2011 года игрок продлил контракт с «Миланом» сроком до 30 июня 2016 года. 27 ноября в домашней игре против «Кьево» впервые вышел на поле с капитанской повязкой и забил первый гол в матче, завершившемся со счётом 4:0 в пользу «Милана». В том же году Тиаго выиграл приз «Золотая самба», присуждаемый лучшему бразильскому игроку, выступающему в Европе, обойдя в голосовании Дани Алвеса и Халка.