Trevoh Chalobah abrió el marcador con un remate después de que el balón quedara suelto en el área tras un córner.
Reece James dobló la ventaja de los anfitriones 10 minutos después del descanso, cuando bajó un centro desviado de Ben Chilwell en el área antes de rematar de volea en el segundo palo.
El lateral derecho volvió a participar en el tercer gol de los Blues, con un agudo intercambio de pases que le dio a Callum Hudson-Odoi la oportunidad de marcar con un remate de gran calidad.
El marcador se completó en el quinto minuto del tiempo de descuento, cuando Timo Werner estuvo a punto de rematar un centro de Hakim Ziyech.
Sin embargo, no todo fue coser y cantar para los de Thomas Tuchel, ya que Thiago Silva se vio obligado a realizar un magnífico despeje con el 1-0 en el marcador.
Pero fue una victoria merecida para los londinenses, que han superado a la Juve para situarse en el primer puesto del Grupo H.
Esta victoria también ha puesto de manifiesto la importancia de Rudiger, por si hiciera falta una prueba más de lo crucial que es el alemán para el equipo de Tuchel.
Rudiger se ha convertido en uno de los jugadores más fiables de Tuchel después de que el ex entrenador del PSG lo trajera de la nada tras sustituir a Frank Lampard.
El jugador de 28 años se ha marcado como uno de los mejores defensas de la Premier League con sus actuaciones desde el nombramiento de Tuchel.
Pero el Chelsea se enfrenta a la posibilidad muy real de perderlo a cambio de nada al final de la temporada cuando su contrato expire.
Los Blues están en conversaciones con Rudiger y sus representantes, pero se entiende que son reacios a igualar las demandas salariales del defensor.
El goleador Chalobah ha dejado claro por qué el Chelsea debe encontrar una solución con Rudiger lo antes posible.
«Ese era el principal objetivo para conseguir la victoria. Es el primer trofeo de mi vida y estoy encantado de conseguirlo», dijo tras la victoria del martes.
«Significó mucho, cuando era un niño pequeño solía ver la Liga de Campeones, y ahora estar involucrado fue emotivo.
«Decidí poner tanta fuerza y eso fue todo. Rudiger siempre me ayuda cada día. Thiago también, todos en el club realmente.
«Me gusta dar ejemplo a los chicos más jóvenes que vienen. El trabajo duro tiene su recompensa».
La tutela de Rudiger sobre los miembros más jóvenes de la plantilla del Chelsea les ayudará, sin duda, en los próximos años, y ahora los Blues tienen que dar prioridad a las conversaciones sobre su contrato.
