Palmer, que chegou ao Chelsea vindo do Manchester City num negócio de 49,7 milhões de euros em setembro passado, comprometeu-se com a equipa londrina até junho de 2033.
"Estou muito feliz por assinar este novo contrato", disse o jogador ao sítio oficial do Chelsea:"Consegui muito na minha primeira época aqui e espero poder continuar a viver grandes experiências neste clube, tanto a nível pessoal como em termos de trazer sucesso e troféus para o Chelsea."
Palmer teve uma campanha soberba na época passada, marcando 22 golos na Premier League, e fez parte da equipa de Inglaterra que chegou à final do Euro-2024, onde marcou o golo do empate depois de sair do banco na derrota com a Espanha.
Foi também nomeado Jovem Jogador do Ano da Premier League, tendo marcado três golos em jogos consecutivos em Stamford Bridge contra o Manchester United e o Everton.