Stor matchhjälte blev vänsterbacken Ethan Pinnock som nådde högst på ett inlägg och nickade in ledningsmålet i den 58:e minuten.
Chelsea skickade upp allt, inklusive målvakten på en hörna i slutskedet. Men snarare än en kvittering kunde Brentford kontra in 2–0 genom Bryan Mbuemo.
Det finns således en hel del kvar att fundera på för nye Chelseatränaren Mauricio Pochettino som tog över efter fjolårets fiaskosäsong då man slutade tolva.
Härnäst väntar Championshiplaget Blackburn i ligacupen på onsdag. Brentford får vila till på lördag. Då väntar nytt Londonderby när West Ham kommer på besök.