Trai Hume opende de score met een volley na 25 minuten -- zijn eerste Premier League doelpunt van het seizoen -- voordat een eigen doelpunt van Malo Gusto vier minuten na de rust de voorsprong verdubbelde. Chelsea-middenvelder Cole Palmer verkleinde de achterstand kort daarna, maar de hoop van de bezoekers op een comeback eindigde toen Wesley Fofana een tweede gele kaart kreeg voor een overtreding op Wilson Isidor net na het uur.
Het resultaat alleen zou niet voldoende zijn geweest. Brighton & Hove Albion moest punten laten liggen en Brentford moest falen om Liverpool op Anfield te verslaan. Beide dingen gebeurden. Brighton verloor van Manchester United in het Amex Stadium en Brentford speelde 1-1 gelijk op Anfield, waardoor Sunderland op doelsaldo naar Europa ging.
Sunderland eindigde op 54 punten -- het meeste verzameld door een nieuw gepromoveerde ploeg sinds Leeds United in 2020-21 -- en hun zevende plaats is de beste van een gepromoveerd team sinds Wolverhampton Wanderers in 2018-19. Slechts vier jaar geleden speelde de club in League One, de derde divisie.
Manager Régis Le Bris was gematigd maar duidelijk emotioneel in zijn beoordeling na het laatste fluitsignaal.
"Het voelt ongelooflijk en het toont aan dat we onze hoge normen tot het einde hebben volgehouden. De laatste drie of vier wedstrijden toonden aan dat we nog steeds ambitieus zijn. We waren goed voorbereid op vandaag. De trainingen deze week waren goed, dus we waren klaar om te spelen. We wisten dat we een sterke tegenstander tegenover ons hadden, dus we moesten goed voor de bal zorgen, grote kansen creëren en doelpunten scoren. Het was een beetje spannend, maar de spelers deden het goed met grote consistentie en discipline."
Hij legde de verbinding tussen het resultaat van zondag en dezelfde datum twaalf maanden eerder, toen Sunderland promotie veiligstelde vanuit de Championship op Wembley.
"Het is 24 mei -- de perfecte dag als je denkt aan vorig seizoen met onze late promotie, en nu zijn we in de Europa League. Het toont de consistentie van de club, de saamhorigheid, de afstemming. Wanneer je dit hebt, kun je iets uitzonderlijks bereiken."
Aanvoerder Granit Xhaka, die sprak met Sky Sports, was zichtbaar overweldigd.
"Ik heb geen woorden. Het is ongelooflijk. Week na week, dag na dag, het harde werk van iedereen bij de club. Ik ben zo dankbaar."
Voor Chelsea, dat de dag begon op de achtste plaats en zelf in de race was voor Europees voetbal, was de nederlaag de culminatie van een rampzalig einde van het seizoen. Ze hebben meer Premier League-wedstrijden verloren dan welke andere club sinds het begin van maart. Ze zullen het Xabi Alonso-tijdperk beginnen zonder Europees voetbal.