Al maig de 2013 s'anuncià el seu fitxatge pel FC Barcelona, que es fa efectiu l'1 de juliol per cinquanta-set milions d'euros. Va ser presentat amb el FC Barcelona el 3 de juny del 2013. Amb 21 anys, el brasiler es converteix en el primer fitxatge blaugrana de la temporada 2013/2014.
El 2014 fou escollit tercer millor davanter d'Europa, segons un estudi de l'observatori del Centre Internacional d'Estudis de l'Esport.