Sebelum berkiprah di kancah sepak bola Eropa, Neymar mengawali karier profesionalnya di klub Brasil, Santos. Neymar membuat debut profesionalnya bersama Santos pada 2009.
Selama bermain di Santos, Neymar bermain sebanyak 177 kali. Selama itu, ia telah menciptakan 107 gol.
Santos mampu menahan imbang klub Uruguay, Penarol, pada leg pertama final Copa Libertadores 2011. Berbekal hasil imbang di Montevideo, Santos gantian menjamu Penarol pada leg kedua. Pada leg kedua itu, Santos dan Penarol tidak bisa mencetak gol pada babak pertama.
Memasuki babak kedua, Neymar berhasil membuka skor pada menit ke-47 dan mengantarkan Santos unggul 1-0. Danilo menambah keunggulan Santos melalui golnya pada menit ke-69. Sebelas menit kemudian, Penarol memperkecil kedudukan menjadi 2-1. Skor 2-1 bertahan hingga akhir pertandingan. Dengan hasil itu, Santos mendapatkan gelar Copa libertadores ketiganya.
Sebagai juara Copa Libertadores, Santos berhak tampil di Piala Dunia Antarklub 2011. Pada semifinal Piala Dunia Antarklub 2011, Santos menghadapi klub Jepang, Kashiwa Reysol. Santos memenangi pertandingan tersebut dengan skor 3-1. Pada partai final, Santos bertemu dengan juara Liga Champions 2011, Barcelona.
Menghadapi Barcelona di final, Santos harus menerima dikalahkan Barcelona 0-4. Pada saat itu, sangat sulit bagi klub lain untuk mengalahkan El Barca yang sedang berjaya. Empat gol Barcelona di final tercipta berkat Lionel Messi pada menit ke-17 dan 82, Xavi pada menit ke-23, dan Fabregas pada menit ke-45.
Neymar menciptakan gol indah ketika Santos menghadapi Flamengo di kompetisi Brasileirao. Neymar berhasil menggiring bola melewati penjagaan beberapa pemain Flamengo sebelum menjebloskan bola ke gawang Flamengo. Gol itu terpilih masuk ke dalam nominasi FIFA Puskas Award 2011.
Gol tendangan salto Wayne Rooney pada Derbi Manchester 2011 serta gol Lionel Messi ke gawang Arsenal turut masuk ke dalam nominasi. Akhirnya, Gol milik Neymar yang keluar sebagai pemenang FIFA Puskas Award 2011.
Tahun 2011 bisa dibilang salah satu tahun terbaik Neymar saat bermain di Santos. Neymar dianugerahi penghargaan Bola de Ouro 2011. Neymar menyingkirkan Ronaldinho dan Fred untuk meraih Bola de Ouro 2011. Penghargaan Bola de Ouro adalah penghargaan yang diberikan Placar kepada pemain di Liga Brasil.
Tidak hanya mendapatkan Bola de Ouro, Neymar juga masuk Team of the Year 2011 Liga Brasil. Neymar bergabung dengan Ronaldinho, Fred, dan Paulinho.
Recopa Sudamericana adalah turnamen yang mempertemukan juara Copa Libertadores dan juara Copa Sudamericana. Sebagai juara Copa Libertadores 2011, Santos bertemu dengan kampiun Copa Sudamericana 2011, Universidad de Chile.
Pada leg pertama Recopa Sudamericana, kedua tim bermain imbang dengan skor kacamata di kandang Universidad de Chile. Pada leg kedua, Neymar dan Bruno Rodrigo, masing-masing menyumbangkan satu gol untuk memastikan kemenangan Santos 2-0.
Raihan gelar Recopa Sudamericana 2012 melengkapi koleksi gelar Neymar bersama Santos. Sebelumnya, Neymar juga membantu Santos juara Campeonato Paulista sebanyak tiga kali dan juara Copa do Brasil pada 2010.
Pada 2013, Neymar memutuskan hengkang ke Barcelona. Keputusan tersebut bisa dibilang tepat, karena Neymar meraih juara Liga Champions Eropa 2015, 2 kali juara La Liga, dan 3 kali mengangkat piala Copa del Rey bersama Barcelona.