ltında 31 maçta forma giydi ve 3 kez ağları havalandırdı. Ayrıca o sezon Campeonato Mineiro ve Copa do Brasil'i de kazanan takımda yer aldı.
2004 yılında Porto Alegre takımlarından Grêmio’ya transfer olan Felipe Melo, burada bir dönem Galatasaray forması giyen Fábio Pinto ve Christian ile de takım arkadaşlığı yaptı. Yirmi dört takımlı ligin son sırasında yer alan Grêmio’nun alt lige düşmesini engelleyemedi ve taraftarlar tarafından takımın başarısızlığının baş mimarı ilan edildi. O sezon Gremio forması atında 19 maçta forma giyen Melo, 3 kez ağları havalandırdı.
Felipe Melo, Grêmio'nun küme düşmesinden sonra 2005 yılının Ocak ayında bonservissiz olarak İspanya'nın yolunu tutan Brezilyalı oyuncunun yeni takımı Real Mallorca oldu. Arjantinli çalıştırıcısı Héctor Cúper'in dikkatini çekmesi sonucu bu takıma transfer olan Melo, Cuper'in takımında takımında altı ay kaldı. Melo bu süre içerisinde iki maçta forma giydi. 2004-05 sezonunda FC Barcelona deplasmanında 60.dakikada oyuna giren Felipe Melo böylece Avrupa futboluna merhaba demiş oldu ve bu maçta birçok pozisyonda yaptığı müdahalelerle dikkat çekerek göz doldursa da takımının 2-1 mağlup olmasına engel olamadı. Yine aynı sezonun 27.haftasında Iberostar Estadio çimlerine Real Sociedad karşısında ilk 11'de çıkan Felipe Melo'nun ülkesinin dışındaki macerası resmen başlamış oldu. Real Mallorca forması altında ilk sezonunda devre arasından itibaren iki maçta forma giyebilen Melo sezonu tüm turnuvalarda altı maç ile tamamladı. Melo, sezon sonunda yaklaşık 2 milyon euroluk bonservis bedeli karşılığında Racing de Santander'e transfer oldu. Avrupa kariyerinin ilk maçına FC Barcelona karşısında çıkan Felipe, maçın en iyi oyuncularından oldu.

Daha fazla forma şansı bulabileceği bir takıma transfer olan Felipe Melo, yeni takımıyla ilk maçına ligin ilk haftasında Sevilla FC karşısında çıktı ve Stéphane Dalmat, Victor Vitolo gibi oyuncularla orta sahada 90 dakika sahada kaldı. Melo, Manolo Preciado yönetiminde ilk sezonunda istediği süreleri bulmaya başladı. 26'sı ilk 11'de olmak üzere toplamda 33 maçta forma giyen Felipe Melo, her geçen gün uyum sürecini atlatıyor ve Santander takımına fayda sağlamaya başlıyordu. Ligin 17.haftasında kadrosunda Robinho, Ronaldo, Roberto Carlos, David Beckham, Zinedine Zidane gibi yıldızları bulunduran Real Madrid karşısında deplasmanda 27.dakikada ağları havalandıran Felipe Melo böylece ülkesi dışında ilk golünü de kaydetmiş oluyordu. Melo, Avrupa kariyerindeki ilk golünü Santiago Barnabeu’da Real Madrid’e karşı bulurken takımına 2-1’lik galibiyeti getiren isimlerden oldu. Racing Santander forması altında geçirdiği ilk yılında 33 maç sonunda 3 gol atan, 10 sarı kart - 1 kırmızı kart gören Felipe Melo, adını yavaş yavaş Avrupa futboluna duyurmaya başladı. 
2006-07 sezonu öncesinde ise Melo'yu transfer eden teknik direktör Manolo Preciado ile yollar ayrıldı ve yeirne Miguel Ángel Portugal getirildi. Daha önce 4-2-3-1 sisteminde ön libero mevkisinde oynayan Melo, bu teknik adamın gelmesiyle 4-4-2 sisteminin sol kanat mevkisinde oynamaya başladı. Melo o sezon ilk maçına 27 Ağustos 2006'da kadrosunda Fernando Torres'i bulunduran Atlético Madrid karşısında çıktı. Melo kuşkusuz o sezonki en değişik maçını yine Lig'in 3. haftasında sol kanat mevkiinde oynadığı FC Barcelona maçında yaşadı. O maçta 90 dakika sahada kalan Melo, o maçta Lionel Messi'yi marke etmekle görevlendirildi. Bu oyuncuya gol izni vermeyen Melo ofansif anlamda da etkili olsa da Samuel Eto'o takımını öne geçirdi. Daha sonra Giuly ile bir gol daha bulan Barça, 90.dakikada ise bir pozisyonda kaleciyle karşı karşıya kalan Eidur Gudjohnsen'in kaleciyi çalımlamasıyla yere düşürüldü ve penaltı kazandı ayrıca değişiklik hakkı biten Santander'in kalecisi kırmızı kart gördü. Bu gelişmelerin üstüne Melo, 23 numaralı formasıyla kaleye geçti ancak vatandaşı Ronaldinho Melo'yu ters köşeye yatırarak golü yaptı. O sezon ilk golünü 15 Ekim 2006'da CA Osasuna ağlarına atan Melo, Racing de Santander’deki ikinci sezonunda 10 ile 23. haftalar arasında teknik direktör Miguel Ángel Portugal tarafından kadro dışı bırakıldı. Ancak 23. haftada tekrar kadroya alınan oyuncu, sadece 1 dakika şans buldu. O szeon 15 defa sahaya çıkan Felipe Melo, ligde üç kez gol sevinci yaşadı ve Sezon sonunda Almeria’ya transfer oldu.
Felipe Melo Santander deneyiminin ardından tarihinde ilk kez La Liga'ya yükselen Unai Emery’nin teknik direktörlüğünü yaptığı UD Almeria takımına transfer oldu. O sezon ilk maçına ise Ağustos 2007'de RC Deportivo de La Coruña karşısında ligin ilk haftasında oyuna sonradan girerek çıktı. İlk 4 hafta boyunca formasını Corona, Juanito ve Juanma Ortiz üçlüsüne formayı kaptıran Melo, zaman zaman maçın sonlarında şans bulsa da performansını tam olarak sergileyemedi. Ligin 5. haftasında ise Almeria kariyerinde ilk kez bir maça 11 başlayan Melo, Juanito ile 4-2-3-1 sisteminde ön libero mevkiinde görev yaptı. Maçın 42. dakikasında ise Mané'nin korner vuruşu sonrasında attığı kafa golü ile takımını 1-0 öne geçiren Melo, o sezonki ilk golünü de atmış oldu ve tam 72 dakika sahada kaldı. Bu maç ile birlikte Melo Orta saha'nın merkezinde yerini aldı ve formasını kaptırmadı. İstikrarlı oyunu ile İspanyolların kırmızı-beyazlı takımında 30 maçta ilk 11'de sahaya çıkan Brezilyalı ortasaha oyuncusu, oyuna 3 kez dahil oldu. Almeria forması altında 33 maçta 7 gol atan Felipe Melo, Sevilla karşısında deplasmanda alınan 4-1'lik galibiyette de İspanya'daki ilk ve tek asistine imza attı. 12 kez sarı kart gören oyuncu, ayrıca kariyerinde ilk ve tek Copa del Rey maçında Levante karşısında mücadele etti. Burada gösterdiği başarılı performans ile Avrupa'nın önemli kulüplerinin listesine giren Melo sezon sonunda Almeria gibi La Liga deneyimi olmayan bir takımın, 8.olmasında en büyük pay sahiplerindendi. Felipe Melo ülkesi dışında forma giydiği ilk ülke olan İspanya'da enteresan bir istatistiğe imza attı. İspanya'da forma giydiği takımlarda oynadığı maçlarda Sevilla FC, Valencia CF, Real Madrid CF, Atlético Madrid gibi takımların ağlarını havalandırmasına karşın Melo, FC Barcelona ağlarını havalandıramadı. Felipe Melo, 3 yıllık İspanya kariyerinde 27 sarı kart ve 2 kırmızı kart gördü. Brezilyalı ortasaha oyuncusu ayrıca burada kaldığı süre içerisinde İspanyol vatandaşlığına kabul edildi.

Felipe Melo Serie A takımlarından ACF Fiorentina, 2008-09 sezonu öncesinde Felipe Melo’yu kadrosuna katabilmek için 13 milyon euro gibi rekor bir bonservis ödemek zorunda kaldı. Melo, sezon boyunca gösterdiği performansla takımına bundan çok daha fazlasını kazandıracağını kanıtlayacaktı. 2008 yılının Temmuz ayında İtalyan kulübü ACF Fiorentina'nın yolunu tutan Felipe Melo, Avrupa futbolundaki ilk önemli organizasyonlar ile burada tanıştı. Cesare Prandelli'nin ortasahaya ısrarla istediği Brezilyalı oyuncu yeni kulübünde ilk yılında tüm maçlara ilk 11'de başladı. Fiorentina takımı ayrıca Felipe Melo'nun kariyerinde önemli bir yere sahip oldu. Brezilyalı ortasaha oyuncusu İtalyan kulübünde gösterdiği performans sonrasında millî takıma seçilirken, Avrupa futboluna kendisini kanıtlamış oldu. O sezon kariyerindeki ilk UEFA Şampiyonlar Ligi maçına Slavia Praha karşısında ön elme turunda çıkan Melo, Ağustos 2008'de oynanan 2 maçta da 90 dakika sahada kaldı. O sezon kadrosunda Sébastien Frey, Zdravko Kuzmanovic, Juan Vargas, Alberto Gilardino ve Adrian Mutu gibi oyuncular bulunduran Firentina gruplara yükselirken Melo'da önemli pay sahibi oldu. 2008/9 sezonunda Fiorentina forması ile ilk lig maçında Juventus karşısında çıkan Melo, bu takıma karşı kırmızı kart görse de takımın vazgeçilmezi olmaya devam etti. O sezon ligdeki ilk golünü 9 Kasım 2008'de Atalanta BC ağlarına tan Melo, UEFA Şampiyonlar Ligi'nde Steaua București, Olympique Lyonnais ve Bayern Münih maçlarının bir maç dışında tamamında 90 dakika şans buldu ancak takımı grubu üçüncü bitirdi ve UEFA Kupası'na düştü. Kariyerinde daha önce hiç UEFA Kupası maçına çıkmayan Melo, AFC Ajax ile eşleşen Fiorentina'da ilk kez bu alanda maça çıkmış oldu ve yine her iki maçta da 90 dakika sahada kaldı ve sezonu 29'u lig, 8'i UEFA Şampiyonlar Ligi, 2'si UEFA Kupası, 1'i Coppa Italia olmak üzere toplamda 40 maçta ilk 11'de sahaya çıktı ve sezonu 2 gol 1 asist ile kapattı. Felipe Melo gösterdiği olağanüstü performans ile millî takımın yolunu tuttu. Melo, sezon içinde Arsenal’in Emirates Stadyumu’nda Brezilya millî futbol takımı ile İtalya millî futbol takımı arasında oynanan özel maçta ilk kez millî takımda görev aldı ve içinde Arsène Wenger'in de bulunduğu Avrupa'nın birçok önemli Teknik direktörü tarafından takibe alındı. Arsenal teknik direktörtü Arsène Wenger, Melo'yu transfer edebilmek için ACF Fiorentina'ya birçok kez başvurdu fakat ACF Fiorentina, Melo'yu kolay kolay bırakmama kararı almıştı.O dönem Teknik direktörlüğünü Carlos Dunga’nın yaptığı Brezilya millî takımının 2010 FIFA Dünya Kupası kadrosuna seçildi. 2009 senesinde Güney Afrika’daki FIFA Konfederasyonlar Kupası’nda Şampiyon kadronun Orta sahasının en önemli isimlerindendi. ACF Fiorentina Felipe Melo'nun hem ligdeki hem millî takımdaki olumlu performansı üzerine kontratını 5 yıl uzatma kararı aldı ve serbest kalma bedelini 25 milyon euro olarak belirledi. Melo'yu transfer etmek için iki kulüp devredeydi bir tarafta Serie A kulübü Juventus ve bir diğer tarafta İngiliz Ligi'nin en önemli takımlarından Arsène Wenger'in çalıştırdığı Arsenal. Arsene Wenger. Arsenal çok istekliydi fakat serbest kalma bedelini ödemeyi göze alan Juventus oldu.

Felipe Melo 2009 yılında 25 milyon euro gibi rekor bir bonservis ile Juventus'a transfer oldu. Sezonun ilk haftasında kadroda bulunmayan Melo, kendi adına ligin ilk maçına ligin 2.haftasında AS Roma karşısında çıktı. Bu maçta Claudio Marchisio ve Diego Ribas ile orta saha mevkiinde oynayan oyuncu, maçın 90. dakikasında Mauro Camoranesi'nin asistini gole çevirdi ve böylelikle ligdeki ilk maçında gol atarak taraftarın beklentisini arttırdı. O sezon UEFA Şampiyonlar Ligi'nde Bordeaux, Bayern Münih ve Makkabi H