O jovem de 18 anos foi forçado a sair após 16 minutos em Stamford Bridge e estava visivelmente angustiado no intervalo.
O treinador Liam Rosenior disse: "Ele estava devastado. Ele estava chorando no intervalo. Estou realmente devastado por ele."
Exames confirmaram a gravidade da lesão, que é pior do que se temia inicialmente. Uma distensão de grau quatro é a classificação mais severa e normalmente requer várias semanas de reabilitação.
O jogo de abertura do Brasil na fase de grupos da Copa do Mundo contra Marrocos é em 13 de junho, deixando pouco tempo para recuperação.
Fontes próximas a Estevão disseram BBC Sport que ele estará apto para participar do torneio.
No entanto, ESPN Brasil relata que há um debate ativo dentro da Confederação Brasileira de Futebol sobre a inclusão dele na seleção nomeada em 18 de maio na esperança de que ele estivesse disponível para as fases eliminatórias.
O treinador Carlo Ancelotti havia dito anteriormente, sem hesitação, que Estevão faria parte de seus planos para a Copa do Mundo.
Este é o terceiro problema muscular ou na coxa que o adolescente sofreu desde dezembro.
Ele fez 36 aparições pelo Chelsea nesta temporada, marcando oito gols e fornecendo três assistências -- uma carga de trabalho que levantou questões sobre quanto seu corpo foi exigido em seu primeiro ano de futebol europeu.