Розпочав грати у футбол на батьківщині у клубі «Деспортіво Бразіл», з якого здавався в оренду в інші місцеві клуби.
2014 року перейшов у португальський клуб «Ешторіл Прая», який відразу віддав його в оренду в «Порту Б», у складі якого провів наступний рік своєї кар'єри гравця. Після цього повернувся в «Ешторіл», за який грав у Прімейрі сезону 2015/16 будучи основним гравцем і отримав репутацію грубого захисника, заробивши дев'ять жовтих карток і три червоні картки за цей період[2].
6 червня 2016 року перейшов у французький «Нант» за 2 млн. євро. Швидко бразилець став основним гравцем «канарок» і був визнаний багатьма експертами одним з найкращих захисників Ліги 1[3]. 14 січня 2018 року в матчі Ліги 1 проти «Парі Сен-Жермена» на 90+1 хвилині Дієго Карлос зачепив ногу арбітра Тоні Шапрона, внаслідок чого арбітр упав на газон. Після цього Шапрон ударив гравця ногою та, підвівшись, вилучив його з поля, показавши другу жовту картку[4]. Дії арбітра розкритикували гравці, тренери та вболівальники[5][6] Станом на 1 травня 2018 року відіграв за команду з Нанта 61 матч в національному чемпіонаті.
_(cropped).jpg)
