Im Januar 2007 nahm der FC Fluminense Thiago Silva in seinen Reihen auf. Der brasilianische Spieler entfachte die Flamme seiner Fußballkarriere neu, indem er trotz seiner Tuberkuloseerkrankung das Vertrauen von Fluminense erlangte. Silva erinnerte sich gern: "Meine Gefühle für Fluminense sind wohlbekannt. Selbst als ich an Tuberkulose erkrankt war, haben sie mir ihre Arme geöffnet. Ich bin ihnen ewig dankbar."
In der Jugendakademie von Fluminense entwickelte sich Thiago Silva zu einem Eckpfeiler der brasilianischen Fußballverteidigung. Er verhalf der Mannschaft nicht nur zum Gewinn der Copa do Brasil 2007, sondern stand auch in der Startformation der Copa América. Silva wurde schnell zum Fan-Liebling und verhalf seiner Mannschaft 2008 zum ersten Mal zum Einzug ins Finale der Copa Libertadores, das erst im Elfmeterschießen gegen Sporting University of Quito verloren ging.
Ein wichtiger Wendepunkt in der Fußballkarriere von Thiago Silva ereignete sich am 13. August 2008, während der Gruppenphase der Männerfußballmannschaft bei den Olympischen Spielen in Peking. Im Alter von 23 Jahren spielte er damals an der Seite von Isinho für die brasilianische Nationalmannschaft. Im selben Jahr gewann er mit der Mannschaft die Bronzemedaille bei den Olympischen Spielen und gab zwei Monate später sein Debüt für die Nationalmannschaft bei den World Qualifiers.
Im Jahr 2008 nahm Thiago Silva nicht nur an den Olympischen Spielen teil, sondern gab auch sein Debüt in der Nationalmannschaft, erreichte das Finale der Copa Libertadores und wurde zum besten Spieler der Liga gewählt. Die brasilianische Liga und der südamerikanische Fußballverband CONCACAF machten auf ihn aufmerksam, und im Januar 2009 schlug er ein neues Kapitel in Europa auf, indem er für eine Ablösesumme von 10 Millionen Euro zum AC Mailand wechselte.
Thiago Silva war in der Saison 09/10 eine Offenbarung bei Milan. Maldini lobte ihn als "mit allen Eigenschaften eines Champions" und Nesta nannte ihn "einen großartigen Spieler". Als Mentor etablierte er sich schnell auf dem Apennin und führte Brasilien zur Weltmeisterschaft in Südafrika.
Bei der Weltmeisterschaft in Südafrika setzte Trainer Dunga den 32-jährigen Lucio zusammen mit dem 31-jährigen Juan in der Innenverteidigung ein. Der 25-jährige Thiago Silva kam bei der WM zwar nicht zum Einsatz, musste aber mit ansehen, wie sein Team erneut das Viertelfinale verpasste. Bei der Copa América 2011 ersetzte Silva Juan in der Innenverteidigung an der Seite von Lucio. Der Aufstieg von Neymar brachte Brasilien neue Hoffnung, und Silva trug neben Neymar die Last der brasilianischen Verteidigung und des Angriffs und führte das Team durch eine schwierige Phase.
Thiago Silva trug dazu bei, dass der AC Mailand in der Saison 10/11 den Titel in der Serie A gewann. In 42 Spielen kassierte er nur eine gelbe Karte und kam im Mittelfeld zum Einsatz, wenn die Mannschaft unterbesetzt war. Er wurde zum besten Spieler Mailands gewählt und von der Gazzetta dello Sport zum besten Spieler der Serie A gekürt.
