Skriv en fortsættelse til dette afsnit - Pato begyndte sin karriere som ungdomspiller for Internacional i 2000, og debuterede i 2006 i en alder af 16. Han fortsatte med at score 12 mål i 27 optrædener og hjalp dem med at vinde 2006 FIFA Club World Cup. I august 2007 underskrev han for den italienske side AC Milan. I 2009 scorede han 18 mål i 42 kampe i alle konkurrencer, hvilket gav ham både Golden Boy og Serie A Young Footballer of the Year-prisen. I sæsonen 2010-11 hjalp han Milan med at vinde Serie A.
, hvor han var klubbens topscorer med 14 mål i 25 kampe. I januar 2013 vendte Pato tilbage til Brasilien og underskrev for Corinthians for 15 millioner euro, hvor han vandt Campeonato Paulista med klubben. I 2014 sluttede Pato sig til São Paulo på en toårig låneaftale, hvor han spillede 95 kampe og scorede 38 mål for klubben. I januar 2016 blev Pato overført til den engelske Premier League-klub Chelsea på en låneaftale, før han gik til den spanske side Villarreal senere samme år. I 2017 underskrev han for den kinesiske klub Tianjin Tianhai, og i 2019 vendte han tilbage til São Paulo.