Leo se incorporó a las categorías inferiores del Rayo Vallecano en la temporada 2008/2009 con apenas 16 años. Al poco tiempo Leo sufrió una hepatitis por la que regresó a Brasil para recuperarse, puesto que su padre es médico.[1] Al volver la federación española le denegó la ficha con el juvenil vallecano por lo que se le buscó una cesión al CD San Fernando de Henares. Después formaría parte del equipo juvenil del Rayo Vallecano en 2010 en División de honor, equipo en el que coincidiría con Lass Bangoura entre otros. En la siguiente temporada (2011-12), y después de hacer la pretemporada con el primer equipo del Rayo Vallecano, pasa a formar parte del filial franjirrojo en la Segunda división B gr. I pero una lesión de clavícula que se produjo en su debut con el primer equipo en el Estadio de Vallecas durante el Trofeo de Vallecas y una posterior recaída unos meses después hace que no tenga su mejor temporada. La temporada 2012/2013 también realiza la pretemporada con el Rayo Vallecano intentando buscar un puesto en el equipo de Paco Jémez. El 25 de agosto de 2012 debuta en Primera División en el Benito Villamarín en la victoria por 1-2 del Rayo Vallecano contra el Real Betis, asistiendo a Piti en el primer gol y marcando el segundo, que sería su primer gol en Primera División.
