Jabarkan Chelsea dari David Luiz

Pada 31 Januari 2011, David Luiz bergabung ke Chelsea dari Benfica dengan biaya transfer dilaporkan €25 juta ditambah Nemanja Matic bergabung ke Benfica pada akhir musim 2010–11 sesudah habis masa peminjamannya di Vitesse. Luiz kemudian menandatangani kontrak berdurasi lima setengah tahun. Ia kemudian melakukan debut Liga Primer Inggris ketika masuk sebagai pemain pengganti menggantikan José Bosingwa saat kekalahan kandang 0–1 dari Liverpool pada 6 Februari 2011. Pada 14 Februari, David Luiz tampil dari menit awal saat Chelsea ditahan imbang (0–0) Fulham di Craven Cottage. Ia lantas mendapat penghargaan Barclays Man of the Match sesudah pertandingan tersebut.

David Luiz mencetak gol liga perdananya saat kemenangan kandang 2–1 atas Manchester United pada 1 Maret 2011. Pada 20 Maret, Ia mencetak gol liga keduanya saat kemenangan kandang 2–0 atas Manchester City. Ia menerima penghargaan Man of the Match untuk pertandingan tersebut. Pada 1 April 2011, David Luiz menerima penghargaan Barclay's Player of the Month (Pemain Terbaik Bulanan) Maret 2011.