Pato alustas oma karjääri noorpallurina Internacionalis 2000. aastal, tehes debüüdi 2006. aastal 16-aastaselt. Ta tegi 27 mängu jooksul 12 väravat ja aitas neil võita 2006. aasta FIFA klubi maailmameistrivõistlust. 2007. aasta augustis allkirjastas ta lepingu Itaalia klubi AC Milaniga. 2009. aastal tegi ta 42 mängus 18 väravat, mis tõi talle nii Golden Boy kui ka Serie A aasta noore jalgpalluri auhinna. 2010.-2011. aasta hooaja jooksul aitas ta Milanil võita Serie A.
, kus ta oli klubi ühine parim värava tegija 14 eesmärki 25 mängus. 2013. aasta jaanuaris pöördus Pato tagasi Brasiiliasse ja kirjutas alla Corinthiansile 15 miljoni euro eest, kus ta võitis klubiga Campeonato Paulista. Aastal 2014 liitus Pato São Pauloga kaheaastase laenulepinguga, kus ta mängis 95 mängu ja tegi 38 väravat. 2016. aasta jaanuaris läks Pato laenulepinguga Inglismaa Premier League'i klubi Chelsea'sse, enne kui läks samal aastal Hispaania klubi Villarreali. 2017. aastal sõlmis ta lepingu Hiina klubiga Tianjin Tianhai ja 2019. aastal läks ta tagasi São Paulosse.