Mario ký hợp đồng với Grêmio cho đến tháng 3 năm 2014. Anh được chuyển sang Grêmio với mức giá 400-500 nghìn bảng Anh từ São Caetano tháng 3 năm 2009. Ngày 28 tháng 6 năm 2009. anh chính thức ra mắt câu lạc bộ. Các đội bóng lớn như Bayern München, Manchester United, Juventus, Inter Milan, Real Madrid, Barcelona,... rất muốn có anh sau màn trình diễn đầy ấn tượng tại Brasil, anh được mệnh danh là "Lúcio mới".

Anh là một trung vệ cao lớn, có những kĩ năng chơi bóng trên không, xử lý khéo léo và tinh tế, anh chủ yếu chơi ở vị trí Trung vệ nhưng cũng có thể đảm nhiệm hậu vệ cánh.

Ngày 25 tháng 4 năm 2012, chủ tịch Grêmio thông báo rằng Fernandes sẽ gia nhập CSKA Moscow với bản hợp đồng trị giá 15 triệu euro.

Mùa giải 2013–14, anh bị chấn thương đầu gối và phải nghỉ thi đấu trong 4 tháng đầu mùa.[2]

Vào ngày 29 tháng 6 năm 2017, Fernandes ký hợp đồng mới với CSKA, giữ anh ở lại câu lạc bộ cho đến mùa hè năm 2022.[3]