Tiago fant seg godt til rette i en defensiv midtbanerolle for Lyon, og scoret sju mål på 37 kamper i den første sesongen for den franske klubben. Han fulgte opp med seks mål på 40 kamper i sin andre sesong. I 2007 begynte ryktene å svirre om at de italienske storklubbene Juventus og AC Milan var ute etter Tiago. Han signerte for Juventus den 21. juni for 13 millioner euro. Han måtte imidlertid tåle noe kritikk for sin innsats i debutsesongen for Juventus. Den påfølgende sesongen fikk Juventus ett tilbud om en låneavtale fra engelske Everton. Tiago avslo imidlertid tilbudet, og klarte etter hvert å etablere seg i startelveren, helt til han ble satt ut av en skade i slutten av november 2008. Han ble etter dette henvist til benken av spillere som Christian Poulsen, Claudio Marchisio, og senere Diego og Felipe Melo. Han valgte derfor å signere en låneavtale med spanske Atlético Madrid i januar 2010, og har vært et naturlig førstevalg som sentral midtbane for klubben, foran Raúl García.