Di Santo chuyển tới Chelsea từ CLB Audax Italiano của Argentina vào ngày 25 tháng 1 năm 2008 với thời hạn hợp đồng là 4 năm.

Di Santo ghi bàn đầu tiên cho Chelsea trước đội dự bị của CLB Fulham F.C. vào ngày 11 tháng 2 năm 2008. Ngày 14 tháng 4 năm 2008 anh có cú hat-trick trước đội dự bị của CLB Tottenham Hotspur.

Di Santo có tên trong danh sách các cầu thủ tập luyện chuẩn bị cho mùa giải 2008-2009 của HLV Luiz Felipe Scolari tại Trung Quốc và đã ghi được 2 bàn thắng vào lưới 2 đội Dược Phẩm Quảng Châu và Thành Đô Blades.