In mei 2012 werd bekend dat Hazard overstapte naar het Engelse Chelsea FC. De club betaalde rond de 40 miljoen euro voor hem, waarmee hij de op een na duurste Belg ooit (de duurste Belg was, tot juni 2019, Romelu Lukaku) en de op een na duurste speler van Chelsea werd, na Fernando Torres die in 2011 voor €60 miljoen werd overgenomen van Liverpool FC. Ook zijn broer, Thorgan Hazard, stapte in deze transferperiode over naar Chelsea. Thorgan werd meteen uitgeleend aan SV Zulte Waregem. Eden koos in eerste instantie voor het nummer 17. Op 18 juli speelde Hazard voor het eerst voor Chelsea in een oefenwedstrijd tegen Seattle Sounders FC. Zijn officiële debuut maakte hij in de FA Community Shield, tegen Manchester City. In zijn eerste competitiewedstrijd tegen Wigan Athletic gaf Hazard een assist op Branislav Ivanović en lokte hij een penalty uit die Frank Lampard inschoot. Zijn eerste competitiedoelpunt maakte hij tegen Newcastle United door middel van een penalty. Aan het einde van het seizoen 2012-2013 won Hazard met Chelsea de Europa League. Op 30 augustus 2013 scoorde hij in de Europese Super Cup in de Eden Aréna in Praag tegen FC Bayern München.