2017-18シーズンの2017年10月29日に行われたデトロイト・ピストンズ戦で29得点を記録した。チームは107-115で敗れたが、トンプソンはこの試合でフランチャイズ史上11人目の通算9000得点を達成した。2018年1月12日に行われたミルウォーキー・バックス戦で昨季2016年12月11日のミネソタ・ティンバーウルブズ戦から続いていたレギュラーシーズンの連続3ポイント成功試合記録が95で途絶えた。この試合でトンプソンは2本の3ポイントシュートを放ったが、1本も決まらなかった。しかし、95試合連続成功という記録はチームメイトであるステフィン・カリーの157試合、カイル・コーバーの127試合に次ぐ歴代3位の記録となった。2018年2月18日に行われるNBAオールスターゲームに出場することが発表された。2月22日に行われたロサンゼルス・クリッパーズ戦で19得点を記録、チーム史上10人目となる通算10000得点を達成した。試合はウォリアーズが134-127で勝利した。3月9日に行われたポートランド・トレイルブレイザーズ戦で今季の3Pシュート成功数200本に到達した。これによりチームメイトであるステフィン・カリーに次いでNBA史上2人目となる1シーズンの3P成功数200本を異なる6度のシーズンで達成した選手となった。トンプソンはこの試合で25得点を記録したが、125-108でブレイザーズに敗れた。3月31日に行われたサクラメント・キングス戦で右手の怪我による離脱から8試合振りに復帰し25得点を記録、試合はウォリアーズが112-96で勝利した。4月8日に行われたフェニックス・サンズ戦で第1クォーターの22得点を含む34得点を記録、試合はウォリアーズが117-100で勝利し対サンズ戦の連勝を15に伸ばした。プレーオフ1回戦、対サンアントニオ・スパーズの第2戦で31得点を記録、初戦のFG11/13に続き12/20と高い確率でシュートを決めた。第5戦で24得点を記録、リック・バリー(699)、ステフィン・カリー(652)に次ぐチーム歴代3位となるポストシーズン通算600本目のFGを成功させた。試合は99-91で勝利しウォリアーズが4勝1敗で2回戦進出を決めた。