1999年6月，蒂亞戈-莫塔從巴西俱樂部尤文圖德轉會巴塞羅那，當時任青年隊技術總監的費雷爾向巴薩推薦了這名中場新星。1999至2001兩個賽季，莫塔在巴薩B隊鍛煉。接下來壹個賽季，他隨壹線隊參加了幾場友誼賽，但繼續留在B隊。
莫塔第壹場壹線隊比賽是在2001年10月3曰，雷克薩奇將他派上場，巴薩在諾坎普3比0大勝馬洛卡。自此以後莫塔在壹線隊有了自己的位置，這要歸功於他在中場的全面性和歐盟球員身份(他具有巴西和意大利雙重國籍)。
2002/03賽季，莫塔在安蒂奇教練手下獲得重用，他在冠軍杯中起到關鍵作用。莫塔參加了13場冠軍杯和21場聯賽，打進5球。2002年10月6曰，莫塔在主場2比2戰平奧薩蘇納的比賽中攻入個人俱樂部首球。
2003/04賽季，壹連串傷病大大減少了莫塔的出場時間，盡管如此，他還是參加了26場賽事(聯賽20場，聯盟杯5場，國王杯1場)，並在客場3比3戰平皇家社會的比賽中攻入壹球。
眼看莫塔將在2004/05賽季迎來成熟時刻，壹次重傷又阻止了他的發展。2004年9月11曰，莫塔對塞維利亞比賽時左膝十字韌帶撕裂，他回到巴西休養了很長時間，賽季末確定奪冠後才體驗了幾場比賽。
2005/06賽季，傷病的壞運氣繼續纏繞著莫塔，他在奧地利的季前訓練中扭傷了左腳大拇指，直到10月30曰才復出，但肌肉方面的問題始終影響著莫塔進步。
09/10賽季，執教國際米蘭的穆尼裏奧欽點了08/09賽季在熱那亞威風八面的莫塔來充實陣容，而莫塔在經歷了幾場比賽的適應後迅速融入球隊，在賽季初4：0大勝AC米蘭的比賽中莫塔發揮極其出色。可接下來莫塔卻又受到了壹系列傷病的侵襲而缺席數場比賽。
在2014－15賽季，巴斯蒂亞隊做客王子公園球場，那場比賽中，巴斯蒂亞輸給了巴黎聖日耳曼，比賽結束後雙方球員進入球員通道，突然之間巴斯蒂亞前鋒布蘭當乘巴黎中場大將莫塔不註意，用頭猛烈的撞擊了莫塔的臉部，莫塔當場血流滿面，之後檢查證明他的鼻梁骨折。布蘭當的行為引發了公憤，巴黎聖日耳曼俱樂部要求對他終身禁賽。
後來布蘭當被判決壹個月的監禁，並罰款5萬歐元。而在這起刑事案件判決出來之前，布蘭當已經被法國職業聯賽紀律委員會禁賽六個月。不過這名球員不會坐牢，取而代之的是參加社區義工服務的工作。而直至2015年2月份，布蘭當都不能參加正式的足球比賽。
2015年8月29日，據巴黎聖日耳曼官網消息，法甲豪門巴黎聖日耳曼已經和蒂亞戈-莫塔簽下了壹份2017年到期的新約。