Vitor Reis sloot zich op tienjarige leeftijd aan in de jeugdopleiding van Palmeiras. Eind 2022 tekende hij zijn eerste profcontract. Op 27 juni 2024 vierde hij zijn competitiedebuut tegen Fortaleza. In augustus 2024 tekende Reis een contractverlenging tot medio 2028 , maar werd in januari 2025 getransfereerd naar Manchester City waar hij een contract ondertekende tot 2029. Op 2 april 2025 debuteerde hij in de Premier League tegen Leicester City. In augustus 2025 werd hij verhuurd aan Girona.