1999年6月，蒂亚戈-莫塔从巴西俱乐部尤文图德转会巴塞罗那，当时任青年队技术总监的费雷尔向巴萨推荐了这名中场新星。1999至2001两个赛季，莫塔在巴萨B队锻炼。接下来一个赛季，他随一线队参加了几场友谊赛，但继续留在B队。
莫塔第一场一线队比赛是在2001年10月3曰，雷克萨奇将他派上场，巴萨在诺坎普3比0大胜马洛卡。自此以后莫塔在一线队有了自己的位置，这要归功于他在中场的全面性和欧盟球员身份(他具有巴西和意大利双重国籍)。
2002/03赛季，莫塔在安蒂奇教练手下获得重用，他在冠军杯中起到关键作用。莫塔参加了13场冠军杯和21场联赛，打进5球。2002年10月6曰，莫塔在主场2比2战平奥萨苏纳的比赛中攻入个人俱乐部首球。
2003/04赛季，一连串伤病大大减少了莫塔的出场时间，尽管如此，他还是参加了26场赛事(联赛20场，联盟杯5场，国王杯1场)，并在客场3比3战平皇家社会的比赛中攻入一球。
眼看莫塔将在2004/05赛季迎来成熟时刻，一次重伤又阻止了他的发展。2004年9月11曰，莫塔对塞维利亚比赛时左膝十字韧带撕裂，他回到巴西休养了很长时间，赛季末确定夺冠后才体验了几场比赛。
2005/06赛季，伤病的坏运气继续缠绕着莫塔，他在奥地利的季前训练中扭伤了左脚大拇指，直到10月30曰才复出，但肌肉方面的问题始终影响着莫塔进步。
09/10赛季，执教国际米兰的穆尼里奥钦点了08/09赛季在热那亚威风八面的莫塔来充实阵容，而莫塔在经历了几场比赛的适应后迅速融入球队，在赛季初4：0大胜AC米兰的比赛中莫塔发挥极其出色。可接下来莫塔却又受到了一系列伤病的侵袭而缺席数场比赛。
在2014－15赛季，巴斯蒂亚队做客王子公园球场，那场比赛中，巴斯蒂亚输给了巴黎圣日耳曼，比赛结束后双方球员进入球员通道，突然之间巴斯蒂亚前锋布兰当乘巴黎中场大将莫塔不注意，用头猛烈的撞击了莫塔的脸部，莫塔当场血流满面，之后检查证明他的鼻梁骨折。布兰当的行为引发了公愤，巴黎圣日耳曼俱乐部要求对他终身禁赛。
后来布兰当被判决一个月的监禁，并罚款5万欧元。而在这起刑事案件判决出来之前，布兰当已经被法国职业联赛纪律委员会禁赛六个月。不过这名球员不会坐牢，取而代之的是参加社区义工服务的工作。而直至2015年2月份，布兰当都不能参加正式的足球比赛。
2015年8月29日，据巴黎圣日耳曼官网消息，法甲豪门巴黎圣日耳曼已经和蒂亚戈-莫塔签下了一份2017年到期的新约。
