Apesar de ter nascido em São Paulo, Caio Paulista iniciou no futebol nas categorias de base do Ceará. Destaque da equipe numa Copa São Paulo de Futebol Júnior, chamou a atenção de vários clubes, mas foi o Fluminense que o contratou e o levou para Xerém. Depois de dois anos, acabou indo jogar no Avaí, ainda na base. Jogou um ano no Sub-20 até ser integrado ao elenco profissional, em 2019, quando se destacou na disputa do Brasileiro. Na série “o bom filho à casa torna”, em janeiro de 2020 voltava a vestir a camisa do Fluminense. Após brilhar no time comandado por Fernando Diniz em 2022, quando jogou improvisado como lateral-esquerdo e teve bom desempenho, acabou sendo emprestado ao São Paulo no ano seguinte.