W dniu 31 stycznia 2020 roku Barcelona ogłosiła, że osiągnęła porozumienie z Palmeirasem w sprawie transferu Fernandesa, który dołączyłby do klubu katalońskiego przed sezonem 2020/21.
Pod koniec września, po zakończeniu kredytu z Real Valladolid. "Barça" zapłaciła opłatę w wysokości 7 milionów euro plus 3 miliony euro na dodatki, a gracz zgodził się na pięcioletni kontrakt z klubem. 24 listopada po raz pierwszy wystąpił w pierwszej drużynie Barcelony, a także w Lidze Mistrzów UEFA, kiedy zastąpił Pedriego w ostatnich 17 minutach podczas wygranej 4 do 0 na wyjeździe z Dynamo Kijowa w meczu fazy grupowej Ligi Mistrzów.