Pada 19 Mei 2008, Doll mengundurkan diri sebagai pelatih Borussia Dortmund setelah tim finis di urutan ke-13 yang mengecewakan di Bundesliga.
Dia juga pernah menjadi pelatih Al Hilal, klub Arab Saudi pada 20 Juli 2011. Namun dia dipecat pada 22 Januari 2012.
Sementara di Indonesia, Thomas Doll ditunjuk sebagai pelatih Persija sejak 23 April 2022.