Klopp tok over for Brendan Rodgers som Liverpools hovedtrener i 2015. Han ledet klubben til to finaler i sin første sesong, henholdsvis i ligacupen og UEFA Europa League. Liverpool endte sesongen på en 8.-plass i klubbens første sesong med Klopp som hovedtrener. De to neste sesongene endte med to fjerdeplasser, som begge ga plass i Champions League, og i 2018 ledet Klopp Liverpool til Champions League-finalen, der de tapte 1–3 mot Real Madrid. 2018–19-sesongen var en ny forbedring Klopps beste sesong med Liverpool, der han ledet klubben til 2.-plass med 97 poeng på 38 kamper. I Champions League ble det også suksess for Klopp og Liverpool i 2019. Etter en opphenting i semifinalen fra 0–3 til 4–3 mot FC Barcelona, beseiret Klopps mannskap Tottenham 2–0 i finalen, Liverpools første seier på fjorten år og det første britiske laget på åtte år. 2019–20-sesongen ble fulgt opp med seier i Premier League med 18 poengs margin til Manchester City, men tap i åttedelsfinalen i Champions League. Den 26. januar 2024 kunngjorde Klopp at dette var han siste sesong i Liverpool.