Ильсиньо начал карьеру в 2006 году в клубе «Палмейрас», после чего он перешёл в «Сан-Паулу» в качестве замены Сисиньо, ставшего игроком «Реал Мадрида».
29 июля 2007 года Илсиньо подписал контракт по схеме «4+1» с донецким «Шахтёром», клуб за него заплатил 10 миллионов евро. 11 августа 2007 года дебютировал в чемпионате Украины в домашнем матче против полтавской «Ворсклы» (2:1).
7 мая 2009 года, на 89-й минуте второго полуфинального матча Кубка УЕФА между «Шахтёром» и киевским «Динамо» забил решающий гол, который вывел «горняков» в финал европейского турнира. Тот матч закончился со счётом (2:1) в пользу донецкой команды, что позволило ей пройти дальше.
5 мая 2010 года на 15-й минуте матча с «Динамо» (Киев) в рамках чемпионата Украины забил победный гол, который принес его команде чемпионство в сезоне 2009—2010.
В мае 2010 года возник скандал с обвинениями с одной стороны относительно невыплаты футболисту заработной платы за четыре месяца, а с другой относительно взыскания компенсации (штрафа) за отказ от продолжения контракта с «Шахтёром».
В 2011 году перешёл из «Сан-Паулу» в «Интернасьонал»
В 2012 году, из-за проигранного им судебного дела, «Интернасьонал» отказался продлить контракт Илсиньо. После чего футболистом было принято решение вернуться в «Шахтёр», несмотря на то, что целый ряд клубов предлагали погасить долг Илсиньо.