Felipe foi formado nas categorias de base do União Mogi em 2009. Na temporada seguinte se transferiu para o Bragantino onde rapidamente se tornou titular. Destacou-se na campanha do Campeonato Brasileiro da Série B em 2011, e chamou a atenção da Diretoria do Timão.

Em 2012 foi contratado pelo Corinthians. No Parque São Jorge sempre teve um papel secundário, compondo elenco e sendo uma opção para o banco. Apesar das poucas atuações em 3 temporadas no clube, Felipe integrou os elencos campeões da Copa do Mundo de Clubes FIFA, do Campeonato Paulista e da Recopa Sul-America.

Em 2015, com a saída de Anderson Martins, o zagueiro tornou-se titular do time treinado pelo Tite. Destaque com a camisa alvinegra, chamou atenção na Europa e foi vendido para o Porto, em julho de 2016.

Felipe foi vendido por 6 milhões de euros (algo em torno de R$ 24 milhões). O clube do Parque São Jorge ainda contava com 25% dos direitos econômicos do zagueiro. Com prioridade de compra estabelecida pelos portugueses, o Porto pagou mais 4,5 milhões de euros (R$ 15 milhões) ao Timão. Assim, a venda do beque foi concluída em R$ 39 milhões.

Com o bom desempenho em Portugal, foi negociado ao Atlético de Madrid, da Espanha, no início de 2019 por 20 milhões de euros, fazendo o Corinthians perder uma grande quantia ao negociar precocemente os 25% que possuía do atleta.

Pelo Corinthians, Felipe foi campeão do Mundial de Clubes de 2012, do Campeonato Paulista e da Recopa Sul-Americana, em 2013, além de ter participado da conquista do Campeonato Brasileiro de 2015.