Militão se formó en las categorías inferiores del São Paulo, jugando como lateral derecho, desde 2010.[3] Tras disputar únicamente 57 partidos y marcar cuatro goles con el equipo paulista, fue traspasado al FC Porto de Portugal.[9] En febrero fue elegido como mejor defensa de la Liga Nos por cuarto mes consecutivo.[11][12] Hizo su debut con el club el 14 de septiembre, tras sustituir a Sergio Ramos, en el Estadio Santiago Bernabéu en la victoria por 3-2 frente al Levante Unión Deportiva.[16] Participó en la Copa Mundial de Qatar, jugando como lateral en la selección brasileña.