Thiago, der Judo, Brazilian Jiu-Jitsu, Boxen und Muay Thai ausübte,[5] begann seine Karriere im Juli 2005 beim brasilianischen Veranstalter Storm Samurai. Im Oktober 2006 gewann er das einmalig stattfindende Turnier Gran Prix Planaltina. Über Siege bei Conquista Fight und Jungle Fight gelangte er schließlich zur Ultimate Fighting Championship, wo er im Weltergewicht antrat. Bei seinem Debüt bei UFC 95 im Februar 2009 schlug er Josh Koscheck durch TKO in der ersten Runde und wurde mit dem Bonus-Preisgeld für den Knockout of the Night geehrt.[6] Darauf erlitt er seine erste Niederlage, als er bei UFC 100 im Juli von Jon Fitch nach Punkten besiegt wurde. Nach dem folgenden Sieg über Jacob Volkmann bei UFC 106 bezwang Thiago Mike Swick bei UFC 109, was mit einem Bonus für die Submission of the Night bedacht wurde.[7] Bei UFC 115 unterlag er dann Martin Kampmann. Auch bei seinem Kampf gegen Diego Sanchez, der bei UFC 121 über die volle Rundenzahl ging, wurde Thiago besiegt, er erhielt aber zusammen mit seinem Gegner den Bonus für den Fight of the Night.[8][2] Von seinen letzten neun Kämpfen gewann Thiago insgesamt nur vier.