במאי 2008 מונה קלופ למאמן בורוסיה דורטמונד, כאשר החליף את תומאס דול, שעזב את המועדון עם כישלון העונה האחרונה, בה סיימה דורטמונד במקום ה-13. הופעת הבכורה של קלופ כמאמן דורטמונד במשחק רשמי הגיעה ב-9 באוגוסט, בניצחון החוץ 1–3 על רוט-וייס אסן, במסגרת הגביע הגרמני. בעונתו הראשונה סיים עם דורטמונד במקום ה-6, בעונה לאחר מכן במקום ה-5. בעונות 2010/2011 ו-2011/2012 הוביל קלופ את דורטמונד לזכייה בבונדסליגה.
בעונת 2011/2012 צברה דורטמונד 81 נקודות, ובכך שבר קלופ שיא היסטורי, כאשר צבר את מספר הנקודות הרב ביותר לקבוצה בעונה אחת בתולדות הבונדסליגה. קלופ ניצח 25 משחקי ליגה בעונה זו, ובכך השווה את שיאה של באיירן מינכן מעונת 1972/1973. שיא נוסף שהציב קלופ בעונה זו היה רצף המשחקים הגבוה ביותר ללא הפסד בעונה אחת בבונדסליגה, אשר נעמד על 28 משחקים. שיא הנקודות ושיא רצף הניצחונות נשבר בעונה שלאחר מכן על ידי באיירן מינכן. ב-2011 הפסיד קלופ את הסופר קאפ הגרמני לשאלקה 04. ב-12 במאי 2012 זכה קלופ בדאבל המקומי הראשון של דורטמונד, לאחר ניצחון 2–5 על באיירן מינכן בגמר הגביע הגרמני. קלופ תיאר את הזכייה בדאבל כ"טוב מאשר יכולתי לדמיין".
בעונת 2012/2013 לא שחזרה דורטמונד את הישגיה בבונדסליגה מהעונות הקודמות, כאשר התעקש קלופ להתמקד בעיקר בליגת האלופות, לאחר כישלון העונה הקודמת במפעל. בעונה זו הוגרלה דורטמונד בבית עם מנצ'סטר סיטי, ריאל מדריד ואייאקס אמסטרדם, במה שכונה כ"בית המוות". אולם, עם יכולת מרשימה, לא הפסיד קלופ משחק אחד בשלב הבתים, ורשם 4 ניצחונות. דורטמונד המשיכה כל הדרך לגמר, כאשר פגשה את ריאל מדריד, בפעם השנייה, בחצי הגמר. בצמד מפגשים זה, מול המאמן ז'וזה מוריניו רשם קלופ ניצחון 1–4 במשחק הראשון, והפסד 0–2 במשחק השני, דבר שהביא להעפלה של דורטמונד לגמר ליגת האלופות. דורטמונד הפסידה בגמר 1–2 לבאיירן מינכן, כאשר אריין רובן כבש שער ניצחון בדקה ה-89. באותה עונה הפסידה דורטמונד בסופר קאפ הגרמני, והודחה מהגביע הגרמני בשמינית הגמר.
בראשית עונת 2013/2014 האריך קלופ את חוזהו בדורטמונד עד יוני 2018. קלופ קיבל קנס של עשרת אלפים אירו ב-17 במרץ 2014, לאחר שהורחק במשחק מול בורוסיה מנשנגלדבך, עקב אלימות מילולית נגד שופט המשחק. יו"ר בורוסיה דורטמונד, היינץ יואכים ואצקה, טען: "אני תומך ביורגן קלופ ב-100 אחוז במקרה זה", מכיוון שלא ראה סיבה לקנס ודחה את הטענות על אלימות מילולית. דורטמונד סיימה בעונה זו במקום השני בליגה, זכתה בסופר קאפ הגרמני, והודחה ברבע גמר ליגת האלופות, על ידי הזוכה באותה העונה, ריאל מדריד.
את עונת 2014/2015 פתח קלופ בזכייה בסופר קאפ הגרמני. לאחר פתיחת עונה מאכזבת, הודיע קלופ באפריל 2015 על עזיבתו את דורטמונד בסיום העונה. קלופ טען: "זה לא שאני עייף, אין לי חוזה עם קבוצה אחרת, אך איני מתכנן לקחת שנת שבתון". משחקו האחרון בדורטמונד היה גמר הגביע הגרמני 2015, בו הפסידה דורטמונד 1–3 לוולפסבורג. דורטמונד סיימה במקום ה-7 בליגה באותה עונה, והודחה בשלב שמינית הגמר מליגת האלופות, על ידי יובנטוס. ב-7 שנותיו בדורטמונד, רשם קלופ 179 ניצונות, 69 משחקי תיקו ו-70 הפסדים.
ליברפול.
ב-8 באוקטובר 2015 חתם קלופ על חוזה ל-3 שנים כמאמן ליברפול, והחליף את ברנדן רוג'רס המפוטר. במסיבת העיתונאים הראשונה שלו כמאמן ליברפול תיאר עצמו קלופ כ"הנורמלי", בתור פארודיה להצהרתו של ז'וזה מוריניו על עצמו - "המיוחד", בעת הצגתו כמאמן צ'לסי ב-2004. משחקו הראשון עם ליברפול היה ב-17 באוקטובר מול טוטנהאם הוטספר, והסתיים ללא שערים. ב-28 באוקטובר השיג קלופ את ניצחונו הראשון כמאמן ליברפול, מול בורנמות', במסגרת גביע הליגה. 3 ימים לאחר מכן ניצח קלופ לראשונה בפרמייר ליג, 1-3 על צ'לסי.
ב-6 בפברואר 2016 פספס קלופ משחק פרמייר ליג עקב אפנדקטומיה, לאחר שסבל מדלקת התוספתן. ב-28 בפברואר הפסידה ליברפול בגמר גביע הליגה, שנערך באצטדיון ומבלי, למנצ'סטר סיטי, לאחר דו-קרב בעיטות עונשין. ב-17 במרץ עלה קלופ עם ליברפול לרבע גמר הליגה האירופית, לאחר שגבר 1–3 על מנצ'סטר יונייטד בסיכום שני המשחקים. ב-14 באפריל עלה קלופ לחצי הגמר, לאחר שניצח 3–4 את קבוצתו הקודמת, בורוסיה דורטמונד. בחצי הגמר ניצחה ליברפול את ויאריאל ועלתה לגמר אירופי ראשון מאז 2007. במשחק הגמר הפסידה ליברפול 1–3 לסביליה, כאשר לזכות ליברפול כבש דניאל סטארידג'.
ב-8 ביולי 2016 חתמו קלופ וצוות עוזריו על הארכת חוזה ל-6 שנים. בסיום עונת 2016/2017 סיימה ליברפול במקום ה-4, והעפילה לליגת האלופות, לאחר ניצחון הבית 0–3 על מידלסברו.
בעונת 2017/2018 הוביל קלופ את ליברפול לגמר ליגת האלופות, לאחר שגברה על פורטו, מנצ'סטר סיטי ורומא. בגמר הפסידה ליברפול 1–3 לריאל מדריד, כאשר המבקיע היחיד לזכות קבוצתו של קלופ היה סאדיו מאנה. באותה עונה סיימה ליברפול במקום ה-4. בעונת 2018/2019 קלופ זכה בפעם הראשונה בקריירה שלו בליגת האלופות, לאחר ניצחון 0–2 לטובת ליברפול על טוטנהאם בגמר. באותה עונה ליברפול נלחמה על אליפות הפרמייר ליג מול מנצ'סטר סיטי עד למחזור האחרון, ולבסוף סיימה במקום השני.
ב-14 באוגוסט 2019 זכה עם ליברפול בסופר קאפ האירופי לאחר ניצחון על צ'לסי. קלופ הוא המאמן הגרמני הראשון שזכה בתואר זה. ב-21 בדצמבר הוא זכה בגביע העולם למועדונים עם ליברפול לאחר ניצחון 0–1 בהארכה מול פלמנגו, זו הפעם הראשונה שהמועדון זוכה בתואר.
ב-23 בספטמבר זכה בתואר מאמן השנה של פיפ"א כשהוא מקדים את ז'וזפ גוארדיולה ומאוריסיו פוצ'טינו.
את עונת 2019/2020 פתחה ליברפול עם 6 ניצחוות רצופים מה שהעניק לקלופ את תואר מאמן החודש בפעם הרביעית בפריימרליג. באוקטובר הוכרז כי קלופ נבחר למאמן חודש ספטמבר וזכה בפרס בחודש השני ברציפות. גם בחודשים נובמבר וינואר זכה בתואר -החמישי שלו עד כה בעונה זו- ושבר את שיא הזכיות של מאמן בתואר לעונה אחת.
ב-30 בנובמבר, לאחר ניצחון 1–2 על ברייטון אנד הוב אלביון קלופ השווה שיא מועדון כאשר לא הפסיד עם הקבוצה 31 משחקים ברציפות.
בדצמבר 2019 הוארך תקופת חוזהו במועדון עד 2024.
ב-24 בפברואר 2020 ניצחה ליברפול 2–3 את וסטהאם יונייטד ובכך שברה קבוצתו של קלופ שיא בכדורגל האנגלי של 18 ניצחונות רצופים ו-21 ניצחונות בית רצופים. (השיא הקודם היה גם הוא של ליברפול ב-1972)
ב־25 ביוני 2020 זכתה ליברפול באליפות, לאחר שמנצ'סטר סיטי הפסידה לצ'לסי בתוצאה 1–2. זו האליפות הראשונה של ליברפול מזה 30 שנה, וגם הזכייה המהירה ביותר של קבוצה אנגלית באליפות אנגליה - אחרי 31 מחזורים בלבד. קלופ הוא המאמן הגרמני הראשון שזוכה בתואר. בתום העונה זכה גם בתואר מאמן העונה בפרמייר ליג. גם כאן, קלופ הוא הגרמני הראשון לזכות בתואר.
במחזור הרביעי של עונת 2020/2021 הובסה ליברפול של קלופ 2–7 על ידי אסטון וילה, הייתה זו התבוסה הגדולה ביותר של קלופ כמאמן, והפעם הראשונה שאלופה מכהנת סופגת שבעה שערים מאז 1953. בין החודשים אפריל 2017 לינואר 2021 לא הפסידה הקבוצה משחק ליגה ביתי במסגרת הפרמייר ליג, במשך 68 משחקים, ב-21 בינואר 2021 נכנעה הקבוצה 1-0 לברנלי ובכך נשבר הרצף. כמו כן, לאחר הפסד זה נשבר שיא של 21 שנה כאשר הקבוצה לא כבשה שער ליגה במשך ארבעה משחקים רצופים.
ב-28 באפריל 2022 האריך את חוזהו במועדון עד 2026.
ב-27 בפברואר 2022 זכתה ליברפול בגביע הפוטבול ליג לראשונה מאז עונת 2011/2012 לאחר ניצחון על צ'לסי בדו-קרב פנדלים 10–11 לאחר תוצאת 0-0 בתום 120 דקות. בחודש מאי שוב גברה על צ'לסי בדו-קרב פנדלים, הפעם בגמר הגביע הליגה וזכתה בפעם השמינית בתואר ובפעם הראשונה מאז עונת 2005/2006. עוד באותה העונה הגיעה ליברפול למחזור האחרון בליגה כשהיא בפיגור נקודה אחת ממנצ'סטר סיטי והייתה זקוקה לאיבוד נקודות של סיטי ולנצח את משחקה מול וולברההמפטון וונדרס, אולם שלושה שערים של סיטי ברבע שעה האחרונה העניקו לה את האליפות וליברפול הסתפקה במקום השני חרף ניצחון 1-3. בסיום אותה העונה זכה קלופ בפעם השנייה בתואר מאמן העונה בפרמייר ליג.
בליגת האלופות באותה העונה בליגת האלופות הוגרלה ליברפול בשלב הבתים יחד עם אתלטיקו מדריד, מילאן ופורטו. ליברפול ניצחה את כל ששת המשחקים בשלב המוקדם והייתה לקבוצה האנגלית הראשונה שמנצחת את כל שישה המשחקים בשלב הבתים. בהמשך גברה ליברפול על אינטר מילאנו, בנפיקה ליסבון וויאריאל, והעפילה לגמר שלישי ב-4 שנים תחת קלופ. במשחק הגמר שהתקיים באצטדיון סטאד דה פראנס בפריז, נכנעה ליברפול לריאל מדריד בתוצאה 1-0.
במחזור השלישי של עונת 2022/2023, ב-27 באוגוסט 2022 רשמה ליברפול את הניצחון הגדול בתולדותיה בפרמייר ליג, כשגברה 9-0 על בורנמות'.
קריירה תקשורתית.
ב-2005 שימש קלופ כפרשן קבוע בערוץ הטלוויזיה הגרמני ZDF, כאשר הביא את נקודת מבטו על משחקי נבחרת גרמניה. במהלך מונדיאל 2006 המשיך לתפקד כפרשן, ואף זכה בפרסי הטלוויזיה הגרמנית בקטגוריית 'תוכנית הספורט הטובה ביותר', על הופעותיו. גם ביורו 2008 תפקד כפרשן. לאחר טורניר זה עזב קלופ את ZDF, והוחלף באוליבר קאן. במונדיאל 2010 שימש קלופ כפרשן עבור ערוץ RTL הגרמני, וזכה פעם נוספת בפרסי הטלוויזיה הגרמנית, באותה קטגוריה.
קלופ הופיע בסרטים הדוקומנטריים '!Trainer' בשנת 2013, ו-'Und vorne hilft der liebe Gott' בשנת 2016.
מדיה וחסות.
קלופ שימש כפרזנטור והשתתף בפרסומות לפומה, אופל ולקואופרטיב הבנקים הגרמני "BVR". על פי עיתונים כלכליים בגרמניה, תפקודו של קלופ כפרזנטור של אופל צמצם את הקשיים של החברה והביא לעלייה במכירותיה.