Vermaelen resmi bergabung bersama Barcelona dari Arsenal pada Sabtu (9/8/2014). Namun, bek berusia 28 tahun belum dapat berlatih karena mengalami cedera otot yang dideritanya di Piala Dunia 2014 Brasil.
"Pemain skuad utama Thomas Vermaelen mengalami cedera hamstring pada kaki kanannya yang didapatkannya saat berlaga di Piala Dunia pada Juni," demikian pernyataan resmi Barcelona.
"Sang pemain akan menjalani tes fisioterapi. Kapan kembalinya dia ke dalam sesi latihan reguler tergantung kepada perkembangan cederanya," lanjut pernyataan tersebut.
Vermaelen pindah ke Arsenal pada musim 2009-10. Dia telah bermain sebanyak 150 pertandingan dan mencetak 15 gol untuk Arsenal. Sebelum ke Arsenal, Vermaelen pernah bermain untuk Ajax Amsterdam pada periode 2003-2009.
Vermaelen menjadi rekrutan keenam Barcelona pada musim ini. Sebelum Vermaelen, Barcelona telah resmi mendatangkan Luis Suarez dari Liverpool, Jeremy Mathieu dari Valencia, Ivan Rakitic dari Sevilla, Marc-Andre ter Stegen dari Borussia Moenchengladbach, dan Claudio Bravo dari Real Sociedad.