Nascido em Santos, Flávio Medeiros iniciou sua trajetória no futebol nas categorias de base do Peixe, em 2006, aos 10 anos de idade. Após deixar o clube em 2012, passou pelo Palmeiras antes de se transferir para o Vitória, em 2014. No clube baiano, ganhou espaço rapidamente e foi promovido à equipe profissional em 2015, após se destacar na Copa São Paulo de Futebol Júnior. Aos 18 anos, fez sua estreia pelo time principal e, ainda naquela temporada, marcou seu primeiro gol como profissional. No ano seguinte, conquistou o Campeonato Baiano e também recebeu suas primeiras oportunidades na Série A do Campeonato Brasileiro. Em 2017, passou pela Ferroviária e Santo André, antes de assinar com o Bahia no ano seguinte. Inicialmente integrado à equipe sub-23, conquistou espaço no elenco principal e passou a ser peça importante do clube. Em 2019 e 2020, conquistou o Campeonato Baiano. Em 2020, iniciou sua trajetória no futebol europeu ao se transferir para o Trabzonspor, da Turquia. Pelo clube, conquistou a Supertaça da Turquia e permaneceu por duas temporadas, também defendendo o Giresunspor. Em 2022, Flávio chegou ao futebol da Arábia Saudita para defender o Al-Taawoun. Após duas temporadas por empréstimo, foi contratado em definitivo pelo clube em 2024. Ao longo de quatro temporadas, tornou-se uma das principais referências da equipe e acumulou mais de 100 partidas pelo clube saudita. Em 2026, Flávio iniciou um novo capítulo da carreira ao se transferir para o Al Faisaly, clube recém-promovido à elite do futebol saudita.