W sezonie 2012/13 Chelsea nie udało się wyjść z grupy i po raz pierwszy w historii Ligi Mistrzów obrońca tytułu nie awansował do 1/8 finału. Wraz z Chelsea trzykrotnie został mistrzem Anglii (2005, 2006, 2010), czterokrotnie zdobył puchar kraju (2007, 2009, 2010, 2012), dwukrotnie wywalczył Puchar Ligi Angielskiej (2005, 2007) oraz dwa razy sięgnął po Tarczę Wspólnoty (2005, 2009 – w serii rzutów karnych finałowego spotkania z Manchesterem United obronił strzały Ryana Giggsa oraz Patrice’a Evry). W 2011 roku otrzymał nagrodę dla najlepszego zawodnika Chelsea. Ponadto w 2005 został wybrany do najlepszej jedenastki roku według PFA. Również w 2005 uznany przez Międzynarodową Federację Historyków i Statystyków Futbolu (IFFHS) najlepszym bramkarzem na świecie. Pobił on także rekord ligi angielskiej pod względem minut bez straconego gola (1025 minut). W maju 2013 wraz z klubem dotarł do finału Ligi Europy, gdzie Chelsea pokonała Benfikę 2-1. 11 stycznia 2014 roku zachował 209. czyste konto w barwach londyńskiego klubu i tym samym pobił rekord Petera Bonettiego. Ostatecznie rozgrywki Chelsea zakończyła na 3. miejscu, a Čech opuścił 4 ostatnie kolejki z powodu kontuzji w meczu z Atletico Madryt w półfinale Ligi Mistrzów. Bramkarz został wyróżniony i znalazł się w najlepszej 11 Premier League.