Вихованець футбольної школи бразильського клубу «Жувентуде».
1999 року молодий бразилець переїхав до Європи уклавши контракт з іспанською «Барселоною». Протягом 2,5 років захищав кольори другої команди «Барселони», що змагалася у третій за силою національній лізі (Сегунда Дивізіон Б).
2002 року привернув увагу тренерського штабу головної команди каталонського клубу і дебютував в іграх основного складу «синьо-гранатових». У складі каталонського гранда відіграв більше п'яти сезонів, двічі вигравав з командою чемпіонат Іспанії, здобув перемогу у Лізі Чемпіонів.
«Атлетіко»
2007 року уклав однорічний контракт з мадридським «Атлетіко». Більшу частину цього сезону провів у клубному лазареті, відігравши за мадридців лише десять офіційних ігор у різних турнірах.
«Дженоа»
По завершенні контракту з «Атлетіко» отримав статус вільного агента і, розглянувши декілька варіантів, вирішив продовжити кар'єру в Італії, де в його послугах зацікавився клуб «Дженоа». За один сезон, проведений в генуезькому клубі, Мотта став одним з ключових гравців півзахисту команди.
31 січня2012 Мотта перейшов у французький клуб «Парі Сен-Жермен», підписавши контракт на 3,5 роки з заробітною платою в 2 млн євро за сезон. Сума трансферу склала 10 млн євро. Причому сам футболіст попросив керівництво клубу, щоб його продали, хоча і не мав проблем під час виступу за «Інтер». Пізніше Мотта розповів, що з деякими гравцями «Інтера», зокрема з Естебаном Камбьяссо, він не зміг знайти спільну мову.
Улітку 2018 року 35-річний Тьягу Мотта вирішив завершити футбольну кар'єру.
Виступи за збірні
1999 року дебютував у складі юнацької збірної Бразилії, взяв участь у 3 іграх на юнацькому рівні, відзначившись 1 забитими голами.
2003 року залучався до складу молодіжної збірної Бразилії. На молодіжному рівні зіграв у 2 офіційних матчах.
Після переходу до «Інтера» Мотта привернув увагу тренерів національної збірної Італії. Гравець походив з родин італійських емігрантів, які свого часу перебралися до Бразилії, тож вже мав подвійне громадянство Бразилії та Італії. Оскільки Мотта не провів жодної гри за основну збірну Бразилії, правила ФІФА дозволили йому бути заявленим за італійську збірну.
За збірну Італії дебютував на початку 2011 року, провів у формі головної команди країни 30 матчів, забивши 1 гол.
Кар'єра тренера
Завершивши ігрову кар'єру, залишився у клубній структурі «Парі Сен-Жермен», де протягом 2018–2019 років тренував одну з юнацьких команд клубу.
21 жовтня 2019 року був запрошений до свого колишнього клубу «Дженоа» змінити Ауреліо Андреаццолі на посаді головного тренера основної команди. За п'ять днів дебютував у статусі головного тренера, здобувши вольову перемогу 3:1 у грі проти «Брешії». Утім в наступних дев'яти іграх командою було здобуто лише ще одну перемогу при п'яти поразках і трьох нічиїх, після чого 28 грудня того ж року Мотта був звільнений з тренерського штабу команди, що на той час лишалася на останньому рядку турнірної таблиці Серії A.