El 2006 va ser cedit una altra vegada pel CA Rentistas, aquesta vegada al Deportivo de la Corunya, amb una opció de compra de 2,2 milions d'euros. La seva cessió es va ampliar per un any més amb la mateixa clàusula de compra. Es va afermar com a primer lateral esquerre i figura clau per a l'equip.
El 10 de juny de 2008, el Deportivo va fer efectiva la clàusula de compra i Filipe va signar un contracte de cinc anys.
Durant l'estiu del 2009, el jugador va ser temptat pel FC Barcelona, tot i que, finalment, el president del Deportivo, Augusto César Lendoiro, no va cedir per considerar l'oferta culer massa poc important.[3]
Després del seu fracassat intent de fitxatge pel Barça, Filipe Luís va continuar rendint a un altíssim nivell tot i una important lesió. Finalment, durant el juliol del 2010 es va tancar el seu fitxatge per l'Atlètic de Madrid. L'acord va ser per cinc temporades.[4]
El 31 d'agost de 2012 va ser titular en el partit que decidia la Supercopa d'Europa 2012, contra el Chelsea FC, a Mònaco, que l'Atlético de Madrid va guanyar per 4-1.[5]
