หลังจากย้ายมาแจ้งเกิดในฐานะกองหลังสไตล์เติมเกมรุก และคว้าถ้วยรางวัลกับเชลซีอย่างมากมาย ดาวิด ลุยส์ก็ถูกปารีส แซงต์ แชร์กแมงกระชากออกจากอ้อมอกของเชลซีไปในปี 2014 แต่ในปี 2016 กองหลังแซมบ้าก็ตัดสินใจกลับมารับใช้สิงโตน้ำเงินครามอีกครั้ง
ดาวิด ลุยส์ นั้นถือเป็นกองหลังที่มีสไตล์การเล่นที่แตกต่าง เค้าสามารถเปิดบอลไปสู่เกมรุกได้เลยจากแนวหลัง,ยิงฟรีคิ๊กหวังผลได้แถมการเล่นลูกกลางอากาศก็อันตราย จุดขายนี้ทำให้ทีมไหนๆก็อยากได้ตัวเค้าไปช่วยงานด้วยกันทั้งนั้น แล้วทันทีที่อันโตนิโอ คอนเต้รับงานคุมเชลซี กุนซือชาวอิตาเลี่ยนก็ร้องขอให้สโมสรถึงตัวดาวิด ลุยส์กลับมาช่วยงานอีกครั้ง
วันที่ 31 สิงหาคม 2016 ดาวิด ลุยส์จึงได้ย้ายกลับมาค้าแข้งกับเชลซีเป็นครั้งที่สองด้วยค่าตัว 32 ล้านปอนด์ แต่การได้เล่นให้เชลซีในยุคของคอนเต้กลับทำให้ดาวิด ลุยส์คว้าแชมป์พรีเมียร์ลีกได้สำเร็จอีกด้วย เนื่องจากในช่วงแรกที่เค้าอยู่กับทีมระหว่างปี 2010-2014 นั้นเชลซีไม่เคยได้แชมป์ลีกเลย
แล้วถึงแม้ภายหลังคอนเต้จะอำลาทีมไปแล้วเป็นกุนซือเมาริซิโอ ซารี่เข้ามาทำหน้าที่แทน แต่ดาวิด ลุยส์ก็ยังคงได้รับความไว้วางใจให้เป็นตัวหลักในแนวรับของเชลซีต่อไป นอกจากนั้นก็ยังได้แชมป์ยูฟ่ายูโรป้าลีกส์อีก 1 สมัยเป็นการส่งท้าย เจ้าตัวจึงถือเป็นอีกหนึ่งกองหลังของเชลซีที่ประสบความสำเร็จแบบแทบจะครบทุกถ้วย(ขาดลีกคัพได้แค่รองแชมป์ 2018/19) และผ่านการลงเล่นให้กับเชลซีไปมากกว่า 200 นัดเลยทีเดียว
