เชลซีถือเป็นหนึ่งในสโมสรที่มีผู้ติดตามมากที่สุดในโลก^[76] พวกเขามียอดผู้เข้าชมการแข่งขันโดยเฉลี่ยต่อนัดสูงเป็นอันดับ 6 ในอังกฤษ^[77] โดยมีจำนวนผู้เข้าชมการแข่งขันเฉลี่ย 40,000 คนที่สนามสแตมฟอร์ดบริดจ์ กลุ่มผู้สนับสนุนของสโมสรโดยมากแล้วจะอาศัยอยู่ในกรุงลอนดอน โดยเฉพาะในเกรเทอร์ลอนดอน ผู้สนับสนุนของสโมสรจำนวนมากยังมาจากชนชั้นแรงงานในย่าน แฮมเมอร์สมิธ และ แบตเทอร์ซี ซึ่งตั้งอยู่ทางทิศตะวันตกของกรุงลอนดอน รวมถึงชนชั้นสูงจากย่านเคนซิงตัน^[78] ในช่วงระหว่าง ค.ศ. 2007–12 เชลซีเป็นสโมสรที่สามารถจำหน่ายตั๋วเข้าชมเกมในบ้านได้มากที่สุดเป็นอับดับสี่ของโลกด้วยจำนวน 910,000 ใบ^[79] และใน ค.ศ. 2023 สโมสรมีผู้ติดตามทางสื่อสังคมออนไลน์สูงถึง 119 ล้านคน สูงที่สุดเป็นอันดับสี่ในบรรดาสโมสรฟุตบอล^[80]

ในช่วงทศวรรษ 1970–80 ผู้สนับสนุนของสโมสรเป็นที่รู้จักในฐานะส่วนหนึ่งของฟุตบอลฮูลิแกน ซึ่งแต่เดิมรู้จักกันในชื่อเชลซีเชดบอยส์ และต่อมาในชื่อเชลซีเฮดฮันเตอร์ มีชื่อเสียงระดับประเทศในด้านความรุนแรงในการเชียร์ ควบคู่ไปกับกลุ่มฮูลิแกนจากสโมสรอื่น ๆ อาทิ อินเตอร์ซิตีของเวสต์แฮมยูไนเต็ด และบุชแวกเกอร์สของมิลวอลล์^[81] นำไปสู่การเสนอให้มีการสร้างรั้วกั้นไฟฟ้าเพื่อป้องกันไม่ให้มีผู้ชมบุกรุกสนาม แต่ข้อเสนอดังกล่าวถูกปฏิเสธโดยสภามหานครลอนดอน^[82] ความรุนแรงของกลุ่มฮูลิแกนได้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในทศวรรษ 1990 ด้วยมาตรการตรวจตราที่เข้มงวดมากขึ้น รวมถึงการติดตั้งโทรทัศน์วงจรปิด^[83] จากสถิติของกระทรวงมหาดไทย (สหราชอาณาจักร) ระบุว่าในฤดูกาล 2009–10 มีผู้สนับสนุนของเชลซีมากถึง 126 รายถูกจับกุมและดำเนินคดีในฐานความผิดที่เกี่ยวข้องกับการเชียร์และการก่อความรุนแรงทั้งในและนอกสนาม ซึ่งสูงที่สุดเป็นอันดับสามในลีก และยังมีการออกคำสั่งห้ามกลุ่มผู้สนับสนุนของสโมสรเข้าสนามมากถึง 27 ครั้งซึ่งมากที่สุดเป็นอันดับห้า^[84]

นัดชิงชนะเลิศยูฟ่ายูโรปาลีก ค.ศ. 2019 ระหว่างเชลซีและอาร์เซนอล

เชลซีเป็นอริโดยตรงกับสโมสรใหญ่ร่วมกรุงลอนดอน ได้แก่ อาร์เซนอล และ ทอตนัมฮอตสเปอร์ มายาวนาน^[85] โดยเฉพาะการเป็นอริกันอย่างเปิดเผยของ โชเซ มูรีนโย และ อาร์แซน เวนเกอร์ ผู้จัดการทีมอาร์เซนอล ในช่วงฤดูกาล 2004–07 และ 2013–15 รวมถึงการเป็นอริกับลีดส์ยูไนเต็ดในช่วงทศวรรษ 1960–70 ซึ่งมีการแข่งขันสำคัญมากมาย โดยเฉพาะนัดชิงชนะเลิศเอฟเอคัพ 1969–70^[86] นอกจากนี้ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา เชลซีได้ทำการแข่งขันรายการสำคัญกับลิเวอร์พูลหลายนัด โดยเฉพาะการเผชิญหน้ากันของ โชเซ มูรีนโย และ ราฟาเอล เบนิเตซ ในช่วง ค.ศ. 2005–07 และยังมีการแข่งขันกับแมนเชสเตอร์ยูไนเต็ด ที่บรรยากาศมีความเข้มข้นมากขึ้นตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1990 จนถึงปัจจุบัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นับตั้งแต่โรมัน อับราโมวิชเข้ามาบริหารทีม เชลซีได้ยกระดับขึ้นมาจนสามารถแย่งความสำเร็จกับแมนเชสเตอร์ยูไนเต็ดได้ สโมสรอื่น ๆ ที่ตั้งอยู่ในกรุงลอนดอนตะวันตกเช่น เบรนต์ฟอร์ด, ฟูลัม และ ควีนส์พาร์กเรนเจอส์ แม้จะถือเป็นคู่อริในแง่ของสภาพที่ตั้งซึ่งอยู่ละแวกเดียวกัน แต่ไม่ถือเป็นคู่อริโดยตรงเนื่องจากไม่ได้แย่งความสำเร็จกัน

ใน ค.ศ. 2004 ผลสำรวจระบุว่าแฟนบอลเชลซีส่วนมากยกให้ อาร์เซนอล, สเปอร์ และ แมนเชสเตอร์ยูไนเต็ด เป็นสามสโมสรที่เป็นคู่อริโดยตรงของพวกเขา ในขณะเดียวกัน แฟนบอลของอาร์เซนอล, ฟูลัม, ลีดส์, สเปอร์ และเวสต์แฮม ก็ระบุว่าเชลซีเป็นหนึ่งในสามสโมสรหลักที่เป็นคู่อริของตัวเอง^[87]