Cielo comenzó su carrera deportiva en pequeños clubes de natación en su estado natal.
Como un joven adolescente, Cielo fue entrenado bajo las órdenes de Mario Francisco Sobrino en el Esporte Clube Barbarense, donde su madre le enseñó a nadar.
Como regalo, mientras que al Esporte Clube Pinheiros, recibió el traje de baño utilizado por Borges en Atenas 2004.
Cuando Cielo era un niño, su padre formó un grupo para organizar y animar a la natación en el Esporte Clube Barbarense.
Werner Schultz construyó una piscina con dos carriles olímpicos en el patio de su casa, donde Cielo estuvo usado para entrenar.
Derrotó Cielo, que entonces decidió no nadar estilo espalda más.
A partir de entonces, Guido se centró en el estilo espalda, invirtiendo las posiciones con Cielo.
El oro fue para el francés Alain Bernard con 47,21 y la plata para el australiano Eamon Sullivan con 47,32 En su otra prueba, los 50 metros libres, sorprendió en las semifinales al conseguir un sensacional registro de 21,34, nuevo récord olímpico y apenas a seis centésimas del récord mundial de Eamon Sullivan.
[40] En el Campeonato Mundial de Natación de 2009 en Roma, Cielo llevó el relevo brasileño 4 × 100 m libre a un 4º puesto, junto con Nicolas Oliveira, Guilherme Roth y Fernando Silva.
Fue la última carrera oficial en Brasil que permitió el uso de super-ropa.
[61][62][63] En los 100 m libre, Cielo también ganó el oro con un tiempo de 45s74, un récord sudamericano y del campeonato.
[68][69] Días más tarde en la misma competición, Cielo ganó una segunda medalla de oro en los 50 m libres.
El oro fue para Nathan Adrian (47s52), seguido por James Magnussen (47s53) y Brent Hayden (47s80).
[87] Al final del año, Cielo tuvo una operación en ambas rodillas.
El punto más bajo fue en los Juegos Olímpicos de Londres 2012, donde Cielo ya estaba luchando en la salida.
a medida que la rodilla inflamada, perdió la calidad de salida.
Debido a su operación en ambas rodillas, Cielo no compitió en los 100 m libre y los relés de Brasil.
En la competición, Cielo se convirtió bicampeón del mundo de los 50 m mariposa.
[90][91] En los 50 m libre, Cielo llegó a la final con el tercer mejor tiempo, 21s60, empatado con Nathan Adrian.
Pero, en una final con un alto nivel técnico en el que tres campeones olímpicos (Manaudou, Cielo y Ervin) estaban compitiendo, Cielo obtuvo el mejor resultado de su vida sin un traje de alta tecnología (y un récord mundial no oficial en la ropa regular), 21s32, convirtiéndose en el primer tricampeón del mundo de este evento.
[93] Solo cuatro nadadores varones han ganado más medallas de oro individuales en los Campeonatos del Mundo que Cielo: Aaron Peirsol (7), Grant Hackett (7), Ryan Lochte (9) y Michael Phelps (15).
[95] En 23 de abril de 2014, participando en la competición del Trofeo Maria Lenk, en São Paulo, Cielo terminó los 50 m libre en 21s39, obteniendo el mejor tiempo del año en el evento.
En los 50 m libre, Cielo fue a la final en el primer lugar con un tiempo de 20s80, pero en la final, tuvo problemas con su inicio y vuelta, terminando con un tiempo de 20s88 y conseguir el bronce.
Cielo no participó en los Juegos Panamericanos de 2015 en Toronto, Canadá, con miras a lo Campeonato Mundial, que haría poco después.
La lesión se considera común en los atletas, y estaba siendo tratado con fisioterapia.
En los 100 metros, Cielo nadó 48s97 en los clasificados y optó por no participar en la final.
Por lo tanto, Cielo terminó con la séptima posición en Brasil y quedó oficialmente fuera de los 4 × 100 libres.
En los 50 metros libres, Cielo ganó las eliminatorias con 21s99, quedándose temporalmente con la segunda ola de Brasil.
Las vacantes olímpicas de Brasil se quedaron con Bruno Fratus y Ítalo Duarte.
La última medalla de Brasil en esta prueba, en el Mundial, se obtuvo en 1994.