しかし、リバプールはトーレスの活躍とは裏腹にタイトルに見放されており、トーレスはタイトル獲得を目指してチェルシーに移籍した。高額な移籍金で期待されたトーレスであったが、チェルシーでの活躍は期待はずれに終わってしまった。決定機は訪れるのだが、なかなか得点が取れないといったスランプ状態に陥った。よく髪型を変えお洒落だというイメージがあるトーレスだが、スランプを気にしてか、現在は坊主頭にし、金髪に染めることもやめてしまっている。クラブではなかなか活躍はできないがタイトルを獲得することはできており、クラブワールドカップの優勝こそ逃してしまったものの、FAカップ、チャンピオンズリーグ、ヨーロッパリーグを獲得している。