Dia memulai karier sepak bolanya di akademi Flamengo, salah satu klub papan atas Brasil. Performa yang terus menanjak membuat dirinya dipercaya masuk ke tim senior Flamengo.
Pemain yang akrab disapa Vini itu akhirnya melakukan debut karier profesionalnya pada tahun 2017. Saat itu, dia turut bermain saat Flamengo berhadapan dengan Atletico Mineiro. Di usianya yang baru 17 tahun, Vinicius Junior tampil menjanjikan dan mencetak gol perdananya saat Flamengo mengalahkan Palestino (5-0) di leg kedua Copa Sudamericana 2017.
Setelah itu, Vinicius Junior terus tampil mengesankan. Total, dia berhasil mencatatkan 10 gol dan empat assist dalam 49 pertandingannya untuk Flamengo di semua kompetisi. Perfomanya yang cukup konsisten membuatnya dilirik raksasa Spanyol, Real Madrid.
Los Blancos langsung memboyong Vinicius Junior dari Flamengo pada tahun 2018. Namun demikian, Real Madrid belum mau memberikan kesempatan emas kepadanya. dia sempat mencicipi tim kedua Real Madrid dan berhasil mencatatkan empat gol.
Vinicius Junior memulai debut pertamanya di tim utama pada 29 September 2018. Saat itu, Real Madrid berhadapan dengan Atletico Madrid, pemain 21 tahun itu dimainkan pada menit 87, namun tak dapat mengubah keadaan sehingga laga selesai dengan skor imbang (0-0).