Melo karrierjének kezdetén 3 brazil klubcsapatban futballozott (Flamengo, Cruzeiro, Grêmio).
2005-ben leszerződtette a spanyol Mallorca csapata, ahol a kevés játéklehetőség miatt távozott a szintén spanyol Racing Santanderhez. Két szezont töltött itt, majd 2007 nyarán elfogadta az Almería ajánlatát, ahol egy sikeres szezont húzott le.
2009. június 30-án 25 millió euró ellenében (beleszámítva Marco Marchionni 4,5 milliós vételárát is) Melo a zebrákhoz szerződött. 2011. június 24-én Liverpoolhoz szerződött 16 millió fontért és Raul Meirelesért cserébe.