Ο Πάτο ξεκίνησε την καριέρα του από τις ακαδημίες της Ιντερνασιονάλ και πραγματοποίησε το ντεμπούτο του στην κύρια ομάδα το 2006, σε ηλικία 16 ετών. Σκόραρε 12 γκολ σε 27 εμφανίσεις και τον Αύγουστο του 2007 αποκτήθηκε από τη Μίλαν για 22 εκατομμύρια ευρώ. Το 2009 σκόραρε 18 γκολ σε 42 αναμετρήσεις και κέρδισε τα βραβεία Golden Boy και Νέος ποδοσφαιριστής της χρονιάς για τη Σέριε Α. Τη σαιζόν 2010-11 βοήθησε τη Μίλαν να κατακτήσει τη Σέριε Α και ήταν ο πρώτος σκόρερ του συλλόγου με 14 γκολ. Τον Ιανουάριο του 2013 ο Πάτο επέστρεψε στη Βραζιλία για λογαριασμό της Κορίνθιανς για 15 εκατομμύρια €, και κέρδισε το Καμπεονάτο Παουλίστα. Το 2014 αποκτήθηκε από τη Σάο Πάουλο με τη μορφή διετή δανεισμού, και σκόραρε 38 φορές σε 95 παιχνίδια. Το 2016 πήγε δανεικός στην Τσέλσι και αργότερα μέσα στη χρονιά αποκτήθηκε από τη Βιγιαρεάλ και την επόμενη χρονιά από την Τιαντζίν Τιανχάι και το 2019 επέστρεψε στη Σάο Πάουλο. Τον Φεβρουάριο του 2021 αποκτήθηκε από την Ορλάντο Σίτι ως ελεύθερος παίκτης.