UFC Latem 2007 roku podpisał kontrakt z UFC, dzięki czemu mogło dojść do długo oczekiwanej walki Silvy z byłym mistrzem wagi półciężkiej UFC Chuckiem Liddellem. Brazylijczyk przegrał, po trzech zaciętych rundach przez jednogłośną decyzję sędziów. Następnie Silva walczył na UFC 84, gdy 24 maja pokonał Keitha Jardine'a przez nokaut w 36. sekundzie pierwszej rundy. Na UFC 92 doszło do trzeciej walki z Quintonem Jacksonem. Amerykanin zrewanżował się Brazylijczykowi za dwie poprzednie porażki, nokautując go w pierwszej rundzie. W czerwcu 2009 roku w Kolonii (UFC 99) Silva przegrał przez decyzję z Richem Franklinem. Po tej walce przeszedł do wagi średniej (84 kg). W lutym 2010 roku na UFC 110 zwyciężył z Michaelem Bispingiem przez jednogłośną decyzję, ale w lipcu 2011 roku na UFC 132, powracając po dłuższej przerwie spowodowanej kontuzją kolana, został znokautowany w pierwszej rundzie przez Chrisa Lebena. Po porażce z rąk Lebena, wygrał przez TKO z byłym mistrzem Strikeforce w wadze średniej Cungiem Le na gali UFC 139 która odbyła się 19 listopada 2011 roku. 23 czerwca 2012 na UFC 147 roku miał stoczyć rewanżową walkę z Vitorem Belfortem, który wraz z Silvą był trenerem jednej z drużyn w reality show "The Ultimate Fighter". Z powodu złamania kości śródręcza Belfort wycofał się z udziału w gali.