Trasferitosi nel 1998 nella squadra londinese del , Desailly vinse subito la Supercoppa UEFA contro il e, nel 1999-2000, il "double" Coppa d'Inghilterra-Charity Shield, in un'annata che lo vide tornare a giocare al fianco di Didier Deschamps, suo ex compagno di squadra a Marsiglia. Nel luglio 2001 fu nominato capitano dei "Blues", nella cui veste disputò la finale della FA Cup 2001-2002, persa contro l'. Nell'aprile 2003 fu inserito nella squadra-tipo delle prime dieci stagioni di Premier League da una votazione condotta tra 750 000 internauti provenienti da 184 paesi e organizzata dalla federazione inglese.