כישרונו של פלה לא נעלם מעיניו של דה בריטו, האיש שטיפח אותו בבקוויניו. ב-1956, לאחר שעזב את תפקידו כמאמן הקבוצה, נפגש דה בריטו עם הוריו של פלה וביקש לשלוח את בנם לשחק במחלקת הנוער של סנטוס, ממועדוני הכדורגל הבכירים בסאו פאולו בפרט ובברזיל בכלל.
קריירה קבוצתית.
תחילת הדרך בסנטוס.
ב-1956, בגיל 15, נסע פלה יחד עם דה בריטו למועדון הכדורגל סנטוס. תוך ימים אחדים מהגעתו החל להתאמן עם הקבוצה הבוגרת של המועדון, אך לאחר מכן החל לשחק במחלקת הנוער. פלה שיחק בתחילה בקבוצות עד גיל 18 ועד גיל 20 של המועדון, והוביל את הקבוצה עד גיל 20 לזכייה באליפות ליגת הנוער של סאו פאולו. זמן קצר לאחר הזכייה באליפות הוא חתם על חוזהו המקצועני הראשון בסנטוס, והחל להתאמן באופן קבוע עם הקבוצה הבוגרת.
בתחילת דרכו של פלה בקבוצה הבוגרת של סנטוס הוא שימש כקשר התקפי, אך נתקל בקשיים נוספים בהשתלבותו - שני השחקנים האחרים בקבוצה ששיחקו בעמדה זו, דל וקיו ווסקונסלוס, היו בעלי יכולת משחק גבוהה במיוחד ולא הותירו לפלה הזדמנויות רבות. את הזדמנותו הראשונה להשתתף באופן משמעותי במשחק קיבל פלה במפגש לא-רשמי נגד קבוצת קובטאו, ממנו נעדרו השחקנים הבכירים של סנטוס. פלה הבקיע ארבעה שערים והוביל את קבוצתו לניצחון בתוצאה 6–1. בספטמבר 1956 הוא הופיע במשחק ידידות שהוכר רשמית על ידי התאחדות הכדורגל הברזילאית, מול קבוצת קורינתיאנס מסנטו אנדרה, והבקיע בו את שערו הרשמי הראשון בקריירה. על אף שלא קיבל דקות משחק רבות באותה תקופה, משחקיו אלו הפכו אותו לאחד השחקנים האהודים ביותר בקרב אוהדי סנטוס.
בעונת 1957 החל פלה לקבל תפקיד חשוב ומשפיע במערך של סנטוס, בעקבות פציעתו וירידה ביכולתו של וסקונסלוס. הוא שיחק בקביעות במדי הקבוצה במסגרת ליגת הפאוליסטה - הליגה המקומית של מדינת סאו פאולו. פלה פרץ לראשונה לתודעה הבינלאומית במסגרת טורניר ראווה בריו, שבו היה חלק מקבוצה ייצוגית של כוכבי סנטוס וואסקו דה גאמה. בטורניר זה השתתפו ארבע קבוצות מברזיל וארבע קבוצות מאירופה. בשלושה משחקים בטורניר הוא הבקיע חמישה שערים, ובעקבות כך זומן לראשונה לסגל נבחרת ברזיל. בעקבות היכולת המרשימה שהפגין קיבל פלה את חולצה מספר 10 של סנטוס - המספר שלבש מעתה ואילך במשך כל הקריירה. במהלך אותה עונה הוא חלק את מקומו בהרכב של סנטוס עם דל וקיו. על אף ששיחק באופן חלקי הוא סיים את העונה עם 17 שערים במסגרת ליגת הפאוליסטה, שהעניקו לו את תואר מלך השערים של הליגה.
שנות השיא בקריירה.
בשנים הבאות התפתחה בסנטוס קבוצה חזקה במיוחד, אשר נחשבת על ידי רבים לקבוצת הכדורגל הטובה בעולם באותה תקופה ולאחת מקבוצות הספורט הטובות בהיסטוריה. לצידו של פלה שיחקו בחוד ההתקפה פפה, פגאו וקואוטיניו. פלה וקואוטיניו נודעו יחד בשל ה"טבלינייאס" (tabelinhas) – המסירות המהירות שהחליפו ביניהם, שבלבלו את הגנות הקבוצות היריבות. בעמדת הקיצוני הימני שיחק דורבל רודריגז, והקשר המרכזי שניהל את משחק הקבוצה היה זיטו. הבלם מאורו ראמוס הוביל את משחק ההגנה של הקבוצה, בעוד שז'ילמר היה השוער הפותח שלה. בשנים מאוחרות יותר הצטרפו לקבוצה כוכבים בולטים נוספים, כמו הקשר קלודואלדו והמגן קרלוס אלברטו. בהובלתו של פלה, הקבוצה הייתה פורייה במיוחד בהבקעת שערים וניצחה באחוזים גבוהים במיוחד במשחקיה.
בעונת 1958 זכה פלה פעם נוספת בתואר מלך שערי ליגת הפאוליסטה, עם מאזן גבוה במיוחד של 58 שערים ב-38 משחקים – שיא כל הזמנים במסגרת הליגה. באותה שנה הוא זכה עם סנטוס לראשונה בקריירה באליפות הליגה. פריצתו הגדולה בסנטוס הגיעה במקביל לזו שעשה במדי נבחרת ברזיל, שעמה זכה במונדיאל באותה שנה. פלה השתתף עם סנטוס גם בטורניר ריו-סאו פאולו, בו שיחקו קבוצות מהמדינות הפנימיות של ריו דה ז'ניירו וסאו פאולו, וב-1959 זכה עם הקבוצה בפעם הראשונה בטורניר. באוגוסט של אותה שנה, במשחק במסגרת ליגת הפאוליסטה נגד ז'ובנטוס, הבקיע פלה את מה שנחשב בעיניו לשער היפה ביותר שלו – לאחר שקיבל את הכדור על סף רחבת העונשין, הוא הקפיץ אותו מעל שלושה שחקנים ומעל השוער והבקיע לשער הריק. באותה עונה לא הצליחה סנטוס לזכות באליפות הפאוליסטה, אך זכתה בה שלוש פעמים רצופות בין עונות 1960 ו-1962, כאשר פלה היה למלך שערי הליגה בכל אחת מהזכיות.
במקביל למשחקיו בטורנירים הרשמיים עם סנטוס, השתתף פלה בטורנירי ראווה במסגרת מסעות שערכה הקבוצה באירופה, באמריקה, באסיה ובאפריקה. באחד מהמסעות, ב-11 ביוני 1961, ביקר פלה עם הקבוצה בישראל למשחק מול נבחרת כוכבי פתח תקווה ותל אביב, וניצח עמה בתוצאה 3–1. מסעותיו של פלה תרמו להאדרת שמו וביקוש אליו גם מחוץ לרחבי ברזיל. כאשר השתתפה סנטוס בטורניר בטורינו, נפגשו ראשי קבוצות אינטר מילאנו ויובנטוס עם פלה ועם הנהלת קבוצתו והציעו לשלם מיליוני דולרים – סכום שנחשב לשיא באותם ימים - תמורת מעבר של השחקן לשורותיהן. הן פלה והן הקבוצה דחו את הצעת המעבר. במשך השנים הבאות הוגשו הצעות נוספות רבות מצד קבוצות אירופאיות, אך גם הממשל הברזילאי התערב והכריז על פלה כ"אוצר לאומי האסור בייצוא", ובכך מנע את מעברו לקבוצה מחוץ לברזיל.
ברם, טורנירי הראווה גרמו לפלה להתאמץ יתר על המידה מבחינה גופנית, ועל אף גילו הצעיר הוא החל לסבול מפציעות. בפברואר 1961 סבל פלה מפציעה בכתפו, שהשביתה אותו ממשחק למשך חודש. עם שובו מהפציעה, במשחק מול פלומיננזה בחודש מרץ, הבקיע פלה את השער הגדול בתולדות המרקאנה, כפי שנבחר על ידי המגזין "O Esporte" בסאו פאולו. הוא קיבל את הכדור ליד רחבת העונשין של קבוצתו שלו, עבר שישה שחקנים של פלומיננזה בדרכו לשער היריבה, והבקיע כאשר הגיע אל מול השוער. ב-1962 סבל פלה ממתיחה במפשעה, אשר נגרמה ממאמץ יתר ובסופו של דבר גרמה לו להיעדר מרוב משחקיה של ברזיל במונדיאל.
ב-1962, עוד טרם טורניר המונדיאל, סייע פלה לסנטוס להעפיל לגמר גביע ליברטדורס – אליפות דרום אמריקה לקבוצות. בשלב הגמר, מול פניארול האורוגוואית, הוא נעדר משני המשחקים הראשונים בעקבות פציעתו, אך שב לשחק במשחק הפלייאוף שהכריע את המפגש. במשחק זה הבקיע שני שערים בניצחון 3–0, והוביל את קבוצתו לזכייה בטורניר. באוקטובר אותה שנה הגיעה סנטוס למפגש הגביע הבין-יבשתי מול בנפיקה ליסבון הפורטוגלית, אשר בשורותיה שיחק אאוזביו, משחקני הכדורגל הבולטים של אותה תקופה. לאחר ניצחון 3–2 של סנטוס במשחק הראשון הוביל פלה את הקבוצה לניצחון 5–2 במשחק הגומלין ולזכייה בתואר נוסף, במה שהוגדר על ידיו כמשחק הטוב בקריירה שלו - הוא הבקיע שלושה שערים ובישל אחד לקואוטיניו, תוך שביצע סדרת מהלכים מרהיבים במיוחד, ובראשם שער שהבקיע לאחר שעבר בכדרור חמישה שחקנים של הקבוצה היריבה. את עונה זו, שנחשבת למוצלחת ביותר של המועדון בתקופתו, סיים פלה עם 48 שערים בכל המסגרות.
בגמר גביע ליברטדורס ב-1963, מול קבוצת בוקה ג'וניורס הארגנטינאית, בלטה לראשונה התופעה שבמסגרתה למדו הקבוצות מרחבי העולם את שיטות משחקיהם של פלה וקבוצתו, ונקטו בגישה של אגרסיביות רבה כלפיו כדי לנסות לגבור עליו. התופעה הגיעה, בין היתר, בעקבות הופעותיו של פלה עם סנטוס ונבחרת ברזיל ברחבי העולם. במהלך משחק הגמר דחפו שחקני בוקה את פלה ותיקלו אותו פעם אחר פעם, מבלי שנענשו על ידי השופט. בוקה עלתה ליתרון באותו משחק, אך פלה הצליח להתגבר על האגרסיביות שנקטו כלפיו, בישל שער שוויון לקואוטיניו והבקיע אחד בעצמו, בדרך לניצחון 2–1 בגומלין (לאחר שהיה שותף גם לניצחון 3–2 במשחק הראשון) וזכייה שנייה ברציפות בגביע. בגביע הביניבשתי פגשה סנטוס את מילאן האיטלקית. במשחק הראשון הבקיע פלה שני שערים, אך נפצע בהמשך וקבוצתו הפסידה 2–4. על אף שנעדר ממשחק הגומלין סנטוס ניצחה גם היא 4–2 וההכרעה עברה למשחק פלייאוף, שבו ניצחה סנטוס 1–0 והוכתרה כאלופת העולם בפעם השנייה.
ב-1964 זכה פלה עם סנטוס בליגת הפאוליסטה בפעם החמישית, אך הודח עמה בחצי גמר גביע ליברטדורס על ידי אינדפנדיינטה. ב-1965 הוא זכה עמה בתואר אליפות נוסף, ופגש עמה בחצי גמר הליברטדורס את פניארול, יריבתה של סנטוס בגמר המפעל שלוש שנים קודם לכן. סנטוס הודחה לאחר הפסד 1–2 במשחק הפלייאוף, אך פלה סיים כמלך שערי הטורניר באותה עונה, עם שמונה שערים. בעונת 1966 השתתף פלה במשחקים מועטים בעקבות פציעתו במונדיאל באותה שנה, ובשל כך, בין היתר, כשלה הקבוצה בניסיונה לזכות בליגת הפאוליסטה. בשנים שלאחר מכן תרומתו לקבוצה הייתה מוגבלת ביחס לשנים הקודמות, אך למרות זאת הוביל את הקבוצה להישגים קבוצתיים מרשימים.
שנת 1968 הייתה מוצלחת במיוחד עבור פלה וסנטוס, שזכו בשלושה תארים. מלבד הזכייה באליפות ליגת הפאוליסטה באותה שנה זכה פלה עם הקבוצה בפעם היחידה בטורניר רוברטו גומס פדרוזה – האליפות הלאומית של ברזיל באותו זמן – תוך כדי הבקעת 11 שערים בטורניר. הקבוצה השתתפה גם בטורניר סופר קאפ האלופות הבין-יבשתי היוקרתי, שהפגיש בין קבוצות מברזיל ומאירופה, וזכתה בו לאחר ניצחון בגמר על אינטר מילאנו, מחזיקת גביע אירופה לאלופות לשעבר. השנה המוצלחת חיזקה את מעמדה של סנטוס בקרב הפרשנים והאוהדים כקבוצת הכדורגל הטובה בעולם. ב-19 בנובמבר 1969, במשחק מול ואסקו דה גאמה באצטדיון המרקאנה, הבקיע פלה את השער האלף בקריירה שלו בכל המסגרות בבעיטת עונשין. השער הביא לחגיגות תקשורתיות גדולות ברחבי ברזיל.