Hồi nhỏ Léo Duarte tập bóng đá ở câu lạc bộ Desportivo Brasil. Đến năm 2014, anh chuyển sang Flamengo và được đội này đôn lên đội 1 vào năm 2016.[1]

Đến tháng 07/2019, AC Milan bỏ ra 10 triệu Euro để mang Léo Duarte về thi đấu trong 5 năm.[2][3] Ngày 29/09/2019, Léo Duarte chơi trận đầu tiên cho AC Milan.