↑ Количество игр и голов за профессиональный клуб считается только для различных лиг национальных чемпионатов, обновлено по состоянию на 5 июня 2022 года.
Отавио — воспитанник клуба «Атлетико Паранаэнсе». 18 января 2014 года в поединке Лиги Паранаэнсе против «Прудентополиса» Сантос дебютировал за основную команду[3]. 20 апреля в матче против «Гремио» он дебютировал в бразильской Серии А[4]. 24 февраля 2016 года в поединке против «Крисиумы» Отавио забил свой первый гол за «Атлетико Паранаэнсе»[5]. В том же году он помог команде выиграть Лигу Паранаэнсе.
Летом 2017 года Отавио перешёл во французский «Бордо», подписав контракт на четыре года[6]. Сумма трансфера составила 5 млн евро. 26 августа в матче против «Труа» он дебютировал в Лиге 1[7].
В начале 2022 года Отавио отправился в аренду в «Атлетико Минейро». 20 февраля он завоевал свой первый трофей с «галос», попав в заявку на матч за Суперкубок Бразилии, хотя и не выйдя на поле. В начале апреля выиграл с «Атлетико» чемпионат штата Минас-Жерайс, в ходе которого полузащитник сыграл в шести матчах.