Cuối mùa 2011/2012,  Roberto Di Matteo được bổ nhiệm làm HLV tạm quyền của Chelsea thay cho Andre Villas-Boas bị sa thải. Không nhiều CĐV tin vào việc nhà cầm quân người Italy sẽ thành công khi dẫn dắt The Blues bởi ông có khá ít kinh nghiệm huấn luyện trước đó.

Tuy nhiên, Di Matteo đã làm tất cả phải kinh ngạc khi dẫn dắt Chelsea đánh bại hàng loạt tên tuổi lớn ở châu Âu như Bayern, Barca để vô địch Champions League lần đầu tiên trong lịch sử đội bóng. 

Chiến tích đó mang về cho Di Matteo bản hợp đồng dài hạn với tư cách là HLV trưởng Chelsea. Ông được kỳ vọng sẽ mang đến cho The Blues thêm những thành công trong mùa giải 2012/2013. 

Tuy nhiên khi đã chính thức là "thuyền trưởng" của Chelsea, Di Matteo lại không thể đưa đội bóng đến những thành tích như ý muốn ở cả Ngoại hạng Anh cũng như Champions League. Những trận thua liên tiếp xuất hiện và sức ép cho nhà cầm quân sinh năm 1970 khi đó càng ngày càng lớn.

Cuối cùng sau trận Chelsea thua bạc nhược 0-3 Juventus ở Champions League ngày 21/11/2012, Di Matteo đã chính thức bị ban lãnh đạo Chelsea sa thải chỉ sau 8 tháng ngồi 'ghế nóng" tại sân Stamford Bridge. 

Dù có thời gian ngắn ngủi dẫn dắt Chelsea nhưng Di Matteo lại được ghi danh vào lịch sử CLB với tư cách là HLV đầu tiên và duy nhất (đến thời điểm này) giúp CLB thành London đăng quang ở Champions League.