Revelado nas categorias de base do Fluminense, o ala ganhou o apelido “Léo Pelé’ pela semelhança física com o Rei do Futebol. No entanto, nas últimas temporadas, o jogador utiliza apenas ‘Léo’ na camisa.
Após cumprir a sua formação em Xerém, o lateral recebeu algumas oportunidades no time principal e conquistou a Primeira Liga, em 2016. Depois, foi emprestado ao Londrina, onde foi um dos destaques no Campeonato Brasileiro daquele ano, sendo eleito o melhor jogador de sua posição na Série B.
Em 2017, mais experiente, retornou ao Rio de Janeiro e se firmou no Fluminense: disputou 51 jogos, sendo titular em 47. Já em 2018, seguiu para o Bahia e conquistou o estadual.
O jogador despertou o interesse do Tricolor após passagem pelo Bahia no Brasileirão de 2018: foi titular em 32 das 38 rodadas, além de outros 28 jogos pelo time baiano durante a temporada.
Desde 2019, Léo defende o sistema defensivo do São Paulo. Versátil, o atleta recebeu oportunidades na zaga, rendeu mais opções táticas ao time, seja na ala ou entre os zagueiros, e foi campeão paulista de 2021.
