Тьемуэ Бакайоко родился 17 августа 1994 года в Париже, в семье выходцев из Кот-д’Ивуара. В возрасте 6 лет попал в первую футбольную школу «15 округа Парижа». Спустя четыре года отправился в «Шарантон», а ещё через два в «Монруж 92». В 13 лет Тьемуэ пригласили на просмотр в футбольную академию Франции «Клерфонтен», где начинали свою карьеру такие звезды как Тьерри Анри, Николя Анелька и другие французские звезды. Молодой Бакайоко не смог удивить и впечатлить тренеров академии, которые назвали Тьемуэ слишком слабым и хлюпким. Дебют состоялся 24 августа 2013 года в матче 3-го тура чемпионата Франции 2013/14. «Ренн» в гостях одержал победу над «Эвианом» со счётом 2:1. В июле 2014 года перешёл в «Монако». Сумма трансфера составила 8 миллионов евро. Первый матч за «красно-белых» провёл 10 августа 2014 года в рамках 1-го тура чемпионата Франции 2014/2015. «Монако» дома уступил «Лорьяну» со счётом 1:2. В сезоне 2014/2015 сыграл 12 матчей в чемпионате. Новый наставник команды Леонарду Жардим, не смог вывести Тьемуэ на новый уровень и выпускал опорника через игру. Всё было так до появления в команде Клода Макелеле и бывшего тренера Тьемуэ Янника Меню. Новые наставники смогли научить Тьемуэ правильному подходу к жизни, как на поле, так и вне его. Благодаря вмешательству опытных тренеров, Бакайоко полностью изменил свой подход к игре и жизни. В июле 2017 года перешёл в «Челси» за 40 миллионов фунтов. Дебют игрока состоялся в конце августа, в матче против «Тоттенхэма» (2:1), который «синие» выиграли. В сезоне 2017/2018 сыграл 29 матчей и забил 2 гола в чемпионате. Выиграл Кубок Англии.