In de eerste wedstrijd van het nieuwe seizoen 2010/11 voor AC Milan, die met 4–0 gewonnen werd van Lecce, was Thiago Silva trefzeker. Dat was ook zijn enige doelpunt van het seizoen. AC Milan won dat seizoen de Serie A en kreeg veruit het minste aantal doelpunten tegen. In mei 2011 werd Silva 'de beste verdediger ter wereld' genoemd door teamgenoot Filippo Inzaghi. Ook werd hij door fans verkozen tot beste speler van het seizoen van AC Milan. Op 6 augustus 2011 won AC Milan met Thiago Silva in de basiself de Supercoppa tegen rivaal Inter Milan. Op 13 september kopte de Braziliaan de gelijkmaker binnen in de blessuretijd van het Champions League-duel met FC Barcelona. Thiago Silva droeg de aanvoerdersband van AC Milan op 27 november tegen Chievo. Ook scoorde hij het openingsdoelpunt in de eerste tien minuten. Voor het jaar 2011 werd Silva opgenomen in het "Team of the Year" van de UEFA. In het competitieduel met AS Roma moest Silva al na tien minuten geblesseerd van het veld. Dit bleek zijn laatste wedstrijd voor AC Milan te zijn, Milan moest hem voor de rest van het seizoen missen door zijn blessure. Zonder Silva werd Milan in de kwartfinale van de Champions League uitgeschakeld door Barcelona en moesten ze de Italiaanse titel aan Juventus laten.