Tuchel juhtis Mainzi oma viie hooaja jooksul liigasse stabiilsusesse ja pälvis kiitust oma energilise, ründava jalgpalli eest. Ta oli tuntud ka selle poolest, et keskendus noorte mängijate edendamisele. Ta lahkus Mainzist 2014. aastal rahaliste vaidluste tõttu ja 2015. aastal määrati ta Bundesliga klubi Borussia Dortmundi juurde, kus ta võitis DFB-Pokal
enne kui ta 2017. aasta mais ametist vabastati. 2018. aastal palkas teda Prantsuse klubi Paris Saint-Germain, kus ta võitis kaks liigavõistlust, sealhulgas kodu neljakordse oma teisel hooajal, ja juhtis klubi oma esimesele UEFA Meistrite Liiga finaalile. Tuchel vallandati 2020. aasta detsembris pärast halbu tulemusi ja vaidlust klubi hierarhiaga. Seejärel nimetas ta 2021. aastal ingliskeelne klubi Chelsea, kus ta võitis Londoni klubi debüütisaisonil Meistrite Liiga.