Adrián Palomares begann seine Karriere bei dem portugiesischen Radsportteam Boavista. 2001 feierte er seinen ersten Sieg. Er gewann die Gesamtwertung des Troféu Joaquim Agostinho. Nach fünf Jahren in Portugal wechselte Palomares 2005 zu dem spanischen Professional Continental TeamKaiku.
Ende der Saison 2013 beendete er seine Karriere als Berufsradfahrer, nachdem er mit seiner damaligen Mannschaft das Teamzeitfahren bei der Portugal-Rundfahrt gewonnen hatte.
