26-letni Brazilec je na stadion Santiago Bernabeu prišel leta 2019. Pred tem je v domovini igral za Sao Paulo, na stari celini pa za portugalski Porto. V dresu slovitega madridskega moštva je enkrat osvojil evropsko Ligo prvakov, dvakrat pa špansko prvenstvo.

Po poročanju španskih medijev je v njegovi novi pogodbi odkupna klavzula v vrednosti milijarde evrov, tovrstne pogodbe so z madridskim Realom pred časom podpisali tudi njegova rojaka Vinicius in Rodrygo, Francoz Eduardo Camavinga in Urugvajec Federico Valverde.

Militao si je na začetku sezone 2023/24 strgal križne vezi v levem kolenu, na nogometne zelenice se bo vrnil šele v prihodnji sezoni.