Considerado como um dos importantes zagueiros da história do Athletico-PR, tendo feito parte do time campeão da Sul-Americana em 2018 e da Copa do Brasil em 2019, Léo Pereira ficou seis anos na equipe. Mesmo sendo lembrado por esse tempo vitorioso, poucos se lembram que o atleta ficou por alguns bons anos vivendo de empréstimos, inclusive jogou por seis meses no time B do Orlando City.
Em 2018 ele voltou para o clube paranaense, após o fim de um dos seus empréstimos, e foi muito bem no estadual. As boas atuações lhe renderam uma oportunidade de brigar por uma vaga na equipe principal. Porém, quase que essa oportunidade de jogar pelo clube naquele ano não aconteceu, pois o zagueiro ficou próximo de ser emprestado para o Criciúma.
Léo Pereira ficou próximo de ser emprestado para o Criciúma em 2018
No inicio de 2018, após voltar do seu empréstimo no futebol estadunidense, Léo Pereira foi importante para a conquista do Campeonato Paranaense daquele. As bas atuações atraíram o desejo do Criciúma em contar com o jogador para a disputa da Série B na época. Ambas as equipes permaneceram por um tempo, negociando os termos do empréstimo.
Porém, por falta de acordo entre as partes, a negociação acabou não se concretizando e o zagueiro permaneceu no Furacão, onde teve a oportunidade de lutar por uma vaga no time principal. Com boas atuações, o zagueiro conseguiu se assegurar na vaga de titular do time, onde se manteve até a sua saída no inicio de 2020, para o Flamengo.