Na koniec sezonu zajął drugie miejsce w głosowaniu na najlepszego „szóstego” zawodnika ligi NBA.
22 sierpnia 2017 Isaiah został oddany do Cleveland Cavaliers w zamian za Kyriego Irvinga. 2 stycznia 2018 zadebiutował w barwach Kawalerzystów. Thomas nie grał od 19 maja 2017, co spowodowane było kontuzją biodra.
W dniu 8 lutego 2018 został wytransferowany wraz z Channingiem Fryem i wyborem I rundy draftu 2018 do Los Angeles Lakers w zamian za Larry’ego Nance’a i Jordana Clarksona. Thomas w debiucie, w barwach Los Angeles Lakers, rzucił 22 punkty, dodał do tego 6 asyst, ale i 6 strat.
16 lipca 2018 podpisał roczny kontrakt z Denver Nuggets.
9 lipca 2019 zawarł umowę z Washington Wizards.
6 lutego 2020 w wyniku wymiany trafił do Los Angeles Clippers. Dwa dni później został zwolniony.
3 kwietnia 2021 zawarł 10-dniowy kontrakt z New Orleans Pelicans. Po jego wygaśnięciu opuścił klub. 17 grudnia 2021 podpisał 10-dniową umowę z Los Angeles Lakers. Po jego wygaśnięciu opuścił klub. 29 grudnia 2021 trafił do Dallas Mavericks, podpisując 10-dniowy kontrakt. Wraz z jego upłynięciem znalazł się poza klubem. 3 marca 2022 dołączył na 10 dni do Charlotte Hornets. 12 marca 2022 podpisał kolejny, identyczny kontrakt z Hornets.