Pieters aloitti ammattilaisuransa Eredivisien Utrechtissa vuonna 2006 ja pelasi joukkueessa 51 liigaottelua, joissa hän teki kaksi maalia. Hän pelasi vuosina 2008–2013 PSV:ssä Eredivisiessä 93 ottelua mutta oli lähes koko viimeisen kauden sivussa loukkaantumisen vuoksi. Vuosina 2013–2019 hän edusti englantilaista Stoke Cityä mutta oli viimeiset puoli vuotta lainalla ranskalaisessa Amiensissa. Stokessa hän pelasi 169 valioliigaottelua ja teki ensimmäisellä kaudellaan yhden maalin. Kaudella 2018–2019 Stoke pelasi kakkostasolla mestaruussarjassa, jossa Pieters teki 21 ottelussa kaksi maalia. Kevätkaudella 2019 hän pelasi Amiensissa Ranskan pääsarjassa Ligue 1:ssä 15 ottelua ja teki yhden maalin. Heinäkuussa 2019 Pieters siirtyi Burnleyyn, jossa hän pelasi 24 valioliigaottelua kaudella 2019–2020.