Debutó con el Bayern en la derrota por 4–2 frente al Borussia Dortmund en la Supercopa de Alemania 2013, el 27 de julio de 2013. Jugó su primer partido en la Bundesliga en la victoria por 0–1 frente al Eintracht Frankfurt el 11 de agosto de 2013. El 21 de diciembre de 2013, anotó su primer gol oficial con el Bayern Munich, en la final de la Copa Mundial de Clubes de la FIFA 2013, firmando el 2–0 definitivo para el equipo alemán y consiguiendo el título. El 29 de enero de 2014, anotó su primer gol en la Bundesliga, en el tiempo de descuento, ante el VfB Stuttgart, en el que también asistió a Claudio Pizarro para el primer gol del Bayern. El equipo bávaro se proclamó ese año campeón de la Bundesliga, con una marca récord, en la jornada 27 del campeonato, aunque posteriormente Thiago se perdió todo el tramo final de la temporada por una lesión de rodilla.