A covid-19 trouxe a primeira oportunidade de Thiago Carvalho como treinador antes do acerto com o Caxias. Aos 33 anos, após encerrar precocemente a carreira de jogador, foi em meio a pandemia que o então auxiliar-técnico da Aparecidense foi efetivado para comandar o Camaleão.
Em setembro de 2020, o então treinador Romerito e seu auxiliar Weslley contraíram a covid-19 e ficaram afastados dos trabalhos. Com isso, o presidente Elvis Carlos Mendes decidiu pela efetivação de Carvalho e deu carta branca para que ele desenvolvesse seu trabalho.
Já na primeira disputa, ele levou o clube até o famoso jogo do acesso, as quartas de final da Quarta Divisão, quando encarou o Mirassol, comandado na época pelo atual técnico do Juventude, Eduardo Baptista. Naquela oportunidade, o time paulista venceu as duas partidas, avançou de fase e encerraria com o título do torneio.
Segundo o treinador, a sua equipe tinha características de muita ofensividade e deixou o time muito exposto para os jogos finais. No ano seguinte, ele conseguiu subir o clube goiano à Série C e terminou com a taça da competição.
Antes disso, no Estadual, Thiago teve o primeiro Goiano com sucesso, onde acabou a participação na semifinal, caindo para o Atlético-GO. Em 2022, com maior investimento, o time não rendeu e terminou o campeonato com uma eliminação na primeira fase. Com isso, Carvalho foi demitido.
Como jogador, Thiago teve maior parte da sua carreira vinculada ao Boa Esporte, onde atuou em 71 partidas. Ele também teve passagens pelo Cruzeiro, Ceará e encerrou a carreira no Aparecidense. Uma lesão no joelho impediu que seguisse atuando, o que fez ele apostar na carreira de treinador. Nesse momento, Carvalho investiu nos estudos e começou os cursos da CBF para se tornar treinador de futebol.
Jogos na Série D (2020/2021)
43 jogos
23 vitórias
12 empates
8 derrotas
Em 2021
23 jogos
13 vitórias
7 empates
3 derrotas
31 gols pró
14 gols sofridos
Campeão
Em 2020
20 jogos
10 vitórias
5 empates
5 derrotas
44 gols pró
22 gols sofridos
Eliminado nas quartas de final para o Mirassol
Campeonato Goiano (2021/2022)
28 jogos
12 vitórias
8 empates
8 derrotas
Em 2021
14 jogos
7 vitórias
4 empates
3 derrotas
18 gols pró
7 gols sofridos
Eliminado na semifinal para o Atlético-GO
Em 2022
10 jogos
3 vitórias
3 empate
4 derrotas
11 gols pró
13 gols sofridos
Eliminado na primeira fase
Copa Verde 2021
2 jogos
1 vitória
1 derrotas
Eliminado nas oitavas de final para o Cuiabá