Jabarkan Musim 2011–12 dari David Luiz

David Luiz tampil perdana musim ini saat Chelsea menghadapi Bayer Leverkusen di penyisihan grup Liga Champions UEFA, pada 13 September 2011. Pada pertandingan tersebut, Ia berhasil mencetak sebuah gol dan membawa Chelsea menang 2–0. David Luiz kemudian tampil saat menghadapi Fulham di ronde ketiga Piala Liga. Ia mencetak gol di babak adu penalti dan membawa Chelsea lolos ke babak berikut dengan skor 4–3 (0–0 120 menit sebelumnya). Setelah mengalami cedera lutut dan absen di tiga pertandingan awal liga, Ia membuat debut liga musim ini saat kemenangan tandang 5–1 atas Bolton Wanderers, pada 2 Oktober 2011. David Luiz mencetak gol liga pertamanya musim ini saat Chelsea ditahan imbang  dengan skor akhir 3–3 pada 5 Februari 2012. Pada pertandingan liga berikut, pada 26 Februari 2012, David Luiz mencetak gol pembuka kemenangan kandang 3-0 Chelsea atas .

Pada 14 Maret 2012, David Luiz tampil mengesankan pada pertandingan kandang menghadapi Napoli di putaran kedua babak 16 besar Liga Champions UEFA. Ia terpilih sebagai Pemain Terbaik oleh UEFA pada pertandingan tersebut yang dimenangkan Chelsea dengan skor 4–1 setelah perpanjangan waktu. Ia kemudian tampil menghadapi bekas klubnya Benfica di putaran pertama babak perempat final. Chelsea memenangkan pertandingan tandang tersebut dengan skor 1–0 dan David Luiz mendapat sambutan tepuk tangan meriah pada akhir pertandingan dari para pendukung Benfica. Ia tidak dapat tampil pada dua pertandingan babak semifinal menghadapi FC Barcelona karena mengalami cedera otot saat menghadapi  pada babak semifinal Piala FA. David Luiz kembali tampil pada pertandingan final menghadapi Bayern München menggantikan kapten tim John Terry yang terkena sanksi larangan main. Ia tampil selama 120 menit pada laga tersebut hingga menjadi salah satu eksekutor penalti di babak adu penalti yang dimenangkan Chelsea dengan skor 4–3.