У 1988 році перейшов в «Кадіс», за який у наступному сезоні зіграв 16 ігор у Прімері. Там його помітили скаути «Барселони», куди Санчес і перейшов по завершенні сезону. Проте тренер каталонців Йоган Кройф нечасто використовував Онесімо у матчах першої команди, випустивши його за сезон лише у двох іграх Ла Ліги. Тим не менш Санчес зумів дебютувати у єврокубках, вийшовши на заміну в матчі другого раунду Кубка Кубків проти «Андерлехта», а також зіграв в обох матчах Суперкубка Європи 1989 року, який, втім, іспанці програли. В підсумку більшу частину сезону гравець провів у «Барселоні Б», після чого повернувся в «Реал Вальядолід», провівши ще 97 матчів і забивши 9 м'ячів за 3 роки.