Anderson sloot zich als jeugdspeler aan bij Grêmio, waar hij in 2004 zijn debuutseizoen beleefde met vijf wedstrijden en één doelpunt in het eerste elftal. De aanvallende middenvelder werd gezien als de nieuwe Ronaldinho, die evenals Anderson in Porte Alegre werd geboren. In april 2005 speelde hij met Brazilië onder 17 op het Zuid-Amerikaanse kampioenschap onder 17 en in oktober volgde het Wereldkampioenschap onder 17. Op het laatstgenoemde toernooi werd hij uitgeroepen tot beste speler van het toernooi, ondanks dat de finale met 3-0 werd verloren van Mexico.
Op 30 mei werd bekend dat Anderson samen met Sporting-speler Nani de overstap naar Manchester United maakte. FC Porto ontving ruim 30 miljoen euro voor de spelmaker[bron?]. In 2008 won Anderson met Manchester United de Champions League door Chelsea FC na penalty's te verslaan. Ook Anderson schoot raak in de strafschoppenserie. Hij maakte zijn eerste goal in de Premier League op 12 september 2009, in een uitwedstrijd tegen Tottenham Hotspur. Manchester United won die wedstrijd met 1-3.
De rol van Anderson bij Manchester werd gaandeweg kleiner. Gedurende het seizoen 2013-2014 verhuurde de club hem aan ACF Fiorentina. In de eerste helft van het seizoen 2014-2015 speelde hij één competitiewedstrijd.