21 июля 2017 года Мората перешел в лондонский «Челси». Контракт подписан на 5 лет. По информации Sky Sports, сумма трансфера составила 70 млн фунтов.
» Я был очень счастлив и удивлен. Меня встречала восторженная толпа фанатов. Я много раздал автографов и много фотографировался с фанатами. Это мое первое путешествие с «Челси» и я горжусь, что у меня уже такая поддержка «
12 августа в поединке против «Бернли» он дебютировал в Премьер-лиге. В этом же поединке Мората забил свой первый гол за «Челси». 23 сентября 2017 года в матче против «Сток Сити» оформил свой первый хет-трик за «Челси».
