Det var Londonklubbens första trepoängare i G-gruppen under årts Champions League-spel. Målet kom efter en frispark från Cesc Fabregas som Nemanja Matic snyggt nickade in över målvakten Rui Patricio.
En viktig vinst för José Mourinhos manskap efter den inledande 1-1-matchen mot Schalke i förra omgången.
Sporting: Patrício, Cédric, Sarr, Maurício, Jonathan, William, Adrien, João Mário, Carrillo, Slimani, Nani.
Chelsea: Courtois; Ivanovic, Cahill, Terry, Filipe Luis; Matic, Cesc; Schürrle, Oscar, Hazard; Diego Costa.