Dne 31. ledna 2020 Barcelona oznámila, že dosáhla dohody s Palmeirasem o přestupu Fernandese, který by se k katalánskému klubu připojil před sezónou 2020/21.
na konci září, poté, co dokončil svou půjčku u Realu Valladolid. "Barça" zaplatil poplatek ve výši 7 milionů eur plus 3 miliony eur na doplňky a hráč souhlasil s pětiletou smlouvou s klubem. Dne 24. listopadu se poprvé a jedině objevil v prvním týmu Barcelony a také v Ligě mistrů UEFA, když nahradil Pedriho v posledních 17 minutách během vítězství 4 - 0 proti Dynamu Kyjevskému v zápase skupinové fáze Ligy mistrů.