Militão ra mắt chuyên nghiệp vào ngày 14/5/2017 trong trận thua 1–0 trên sân khách trước Cruzeiro, trận mở màn cho Campeonato Brasileiro Série A 2017. Anh đã có 22 lần ra sân trong suốt mùa giải khi câu lạc bộ kết thúc ở vị trí thứ 13, và bị đuổi khỏi sân vào ngày 12/11 khi trận hòa 1–1 với Vasco da Gama sắp kết thúc. Anh đã đóng góp hai bàn thắng trong suốt chiến dịch, bắt đầu bằng việc mở tỷ số trong chiến thắng 2–1 trước đội bóng đang vật lộn Vitória vào ngày 17/9. Militão xuất hiện lần cuối cùng cho câu lạc bộ vào ngày 5/8/2018 khi Tricolor đánh bại Vasco với tỷ số 2–1 để giành vị trí đầu tiên trong giải đấu quốc gia của năm.

2.1.2. Porto

Vào ngày 7/8/2018, Militão đã ký hợp đồng có thời hạn 5 năm với nhà vô địch Bồ Đào Nha Porto. Anh ra mắt Primeira Liga vào ngày 2/9, bắt đầu trong chiến thắng 3–0 trên sân nhà trước Moreirense và kiến ​​tạo bàn thắng đầu tiên của Porto, do đội trưởng Héctor Herrera ghi. Trong các trận đấu tiếp theo, Militão nhanh chóng củng cố vị trí của mình trong đội hình xuất phát 11 người với tư cách là trung vệ, tạo thành mối quan hệ đối tác phòng ngự với đồng đội Felipe.

Vào ngày 28/11, Militão ghi bàn thắng đầu tiên cho câu lạc bộ trong chiến thắng 3–1 trên sân nhà trước Schalke 04 ở vòng bảng UEFA Champions League 2018–19, anh đánh đầu sau đường chuyền của Óliver. Vào ngày 3/1/2019, Militão ghi bàn thắng đầu tiên ở giải đấu, trận đấu duy nhất tại Desportivo das Aves. Anh được vinh danh là hậu vệ xuất sắc nhất tháng của Primeira Liga trong bốn lần liên tiếp từ tháng 9 năm 2018 đến tháng 1 năm 2019.

2.1.3. Real Madrid

2019–2021

Vào ngày 14/3/2019, Real Madrid thông báo rằng họ đã ký hợp đồng sáu năm với Militão có hiệu lực từ ngày 1/7/2019 sau khi trả phí chuyển nhượng 50 triệu euro cho Porto. Anh ấy đã ra mắt vào ngày 14/9, vào sân thay cho Sergio Ramos trong nửa giờ cuối cùng trong chiến thắng 3–2 trên sân nhà trước Levante. Anh ấy đã có 15 lần ra sân trong mùa giải khi Real Madrid giành chức vô địch La Liga 2019–20.

Militão ghi bàn thắng đầu tiên cho Madrid vào ngày 20/1/2021, đánh đầu sau đường chuyền của Marcelo để mở màn trận đấu vòng 32 đội Copa del Rey trên sân khách trước đội hạng ba Alcoyano ; đội của anh bất ngờ thua 2–1. Bàn thắng đầu tiên của anh tại giải đấu diễn ra vào ngày 1/5 trong chiến thắng 2–0 trước Osasuna.

2021–2022: Nhà vô địch UEFA Champions League

Vào mùa giải 2021–22, Militão cuối cùng đã trở thành cầu thủ thường xuyên ra sân sau khi các cựu binh Sergio Ramos và Raphaël Varane rời khỏi hàng phòng ngự của Madrid. Anh hợp tác với cầu thủ nhập khẩu người Áo David Alaba, dưới sự quản lý của Carlo Ancelotti. Anh đã ghi một bàn trong chiến dịch giành chức vô địch giải đấu của họ, đảm bảo trận hòa 2–2 trên sân nhà với Elche vào ngày 23/1. Vài ngày trước đó, đội đã giành được Siêu cúp Tây Ban Nha với chiến thắng chung cuộc 2–0 trước Athletic Bilbao tại Saudi Arabia, mặc dù anh đã bị đuổi khỏi sân vì phạm lỗi chơi bóng bằng tay. Anh đã có 12 lần ra sân trong chiến dịch Champions League chiến thắng của họ, bao gồm chiến thắng chung cuộc 1–0 trước Liverpool tại Stade de France.

2022–2023: Các danh hiệu lớn

Trong mùa giải 2022–23, Militão là một phần của đội hình đã giành chiến thắng trong một số giải đấu. Trong trận chung kết FIFA Club World Cup 2022, được tổ chức vào ngày 11/2/2023, Real Madrid đã giành chiến thắng 5–3 trước Al Hilal. Chín ngày sau đó, trong trận đấu với Liverpool tại Anfield trong trận lượt đi vòng loại trực tiếp, Militão đã đánh đầu ghi bàn giúp đội của anh vượt qua mức thâm hụt 2–0 để giành chiến thắng 5–2. Trận đấu này đáng chú ý vì màn trình diễn ấn tượng của Real Madrid, lật ngược tình thế thâm hụt 2–0 để giành chiến thắng 5–2 trước Liverpool. Vào ngày 6/5, Real Madrid đã giành được Copa del Rey bằng cách đánh bại Osasuna với tỷ số 2–1 trong trận chung kết, diễn ra tại Estadio de La Cartuja. Vào ngày 10/8, tại Siêu cúp UEFA, Real Madrid đã giành chiến thắng trước Eintracht Frankfurt tại Sân vận động Olympic Helsinki, với chiến thắng 2–0.

2023–2024: Chấn thương và gia hạn hợp đồng

Vào ngày 12/8/2023, Militão bị rách dây chằng chéo trước (ACL) ở đầu gối trái trong trận đấu La Liga đầu tiên của mùa giải với Athletic Bilbao. Chấn thương này khiến anh phải ngồi ngoài trong toàn bộ mùa giải, với thời gian hồi phục ước tính là chín tháng.

Vào ngày 23/1/2024, Militão đã ký một hợp đồng mới có thời hạn đến năm 2028. Hợp đồng của anh ấy cho phép anh ấy tăng lương, cũng như thêm điều khoản giải phóng hợp đồng trị giá 1 tỷ euro, mức tối đa được phép theo quy định của La Liga.

2.2. Sự nghiệp thi đấu quốc tế

Vào tháng 9 năm 2018, Militão được huấn luyện viên Tite triệu tập cho trận giao hữu của Brazil tại Hoa Kỳ với đội chủ nhà và El Salvador sau khi Fagner rút lui vì chấn thương. Anh ấy đã ra mắt vào ngày 11/9 trong trận đấu với đội Salvadoreans tại FedExField, chơi trọn vẹn 90 phút trong chiến thắng 5-0. Vào tháng 5 năm 2019, Militão được đưa vào đội hình 23 người của Brazil tham dự Copa América 2019. Trong trận chung kết với Peru vào ngày 7/7, được tổ chức tại Sân vận động Maracanã, anh đã vào sân thay Philippe Coutinho trong hiệp hai khi đội của anh giành chiến thắng với tỷ số 3-1.

Militão được vinh danh tại Copa América 2021, một lần nữa trên sân nhà. Anh ấy đã bắt đầu ba trận đấu vòng bảng, và trong trận đấu cuối cùng với Ecuador tại Goiânia vào ngày 27/6, anh ấy đã ghi bàn thắng quốc tế đầu tiên để mở tỷ số hòa 1-1. Ở vòng loại trực tiếp, khi Brazil lọt vào trận chung kết, vị trí của anh ấy bên cạnh Marquinhos đã được Thiago Silva thay thế.

Vào ngày 7/11/2022, Militão được điền tên vào đội hình tham dự FIFA World Cup 2022. Không được sử dụng trong trận mở màn gặp Serbia, anh chơi ở vị trí hậu vệ phải thay cho Danilo bị thương trong chiến thắng 1-0 trước Thụy Sĩ ở trận đấu thứ hai của vòng bảng, và giữ nguyên vị trí của mình trong phần còn lại của chặng đường đến tứ kết khi Danilo đã bình phục được xếp chơi ở cánh trái. Với suất dự vòng loại đã được đảm bảo, anh bắt đầu ở vị trí trung vệ cùng với Bremer trong trận thua 1-0 trước Cameroon ở trận đấu cuối cùng của vòng bảng.

3. Thống kê sự nghiệp thi đấu

• VĐQG
• Cúp Quốc Gia
• Cúp Châu Lục
• Đội tuyển

Mùa giải	CLB	Giải đấu
2024/2025	Real Madrid	LaLiga	12	1	1	2	0
2023/2024	Real Madrid	LaLiga	10	0	0	0	0
2022/2023	Real Madrid	LaLiga	33	5	0	4	0
2021/2022	Real Madrid	LaLiga	34	1	2	5	0
2020/2021	Real Madrid	LaLiga	14	1	0	3	1
2019/2020	Real Madrid	LaLiga	15	0	0	3	0
2018/2019	FC Porto	Primeira Liga	29	3	0	0	0
2018	Sao Paulo	Campeonato Paulista	14	0	0	3	0
2018	Sao Paulo	Serie A	13	1	1	6	0
2017	Sao Paulo	Serie A	22	2	0	1	1
Tổng			196	14	4	27	2

Thống kê bàn thắng cho ĐTQG

4. Danh hiệu

4.1. Danh hiệu CLB

Real Madrid

• La Liga: 2019–20, 2021–22, 2023–24
• Copa del Rey: 2022–23
• Supercopa de España: 2020, 2022
• UEFA Champions League: 2021–22, 2023–24
• UEFA Super Cup: 2022, 2024
• FIFA Club World Cup: 2022
• FIFA Intercontinental Cup: 2024

4.2. Danh hiệu ĐTQG

Brazil

• Copa América: 2019
• Superclásico de las Américas: 2018

4.3. Danh hiệu cá nhân

• Primeira Liga Defender of the Month: September 2018, October/November 2018, December 2018, January 2019
• Primeira Liga Team of the Year: 2018–19
• Primeira Liga Player Fair-Play Prize: 2018–19
• La Liga Team of the Season: 2021–22, 2022–23
• ESM Team of the Season: 2022–23