После заключения полноценного контракта Филипе стал единственным игроком своей команды, который сыграл все 38 матчей в Примере сезона 2008/09. Филипе также отметился двумя забитыми мячами. 23 января 2010 года в матче против «Атлетик Бильбао», после столкновения с вратарём соперника Горкой Ираисосом, Филипе получил тяжелейшую травму — перелом малоберцовой кости и вывих голеностопного сустава. 23 июля 2010 года «Депортиво» и «Атлетико Мадрид» договорились о переходе Филипе Луиса в стан столичного клуба. Сумма трансфера составила 13,5 млн евро. В марте 2018 года, в ходе матча 1/16 финала Лиги Европы против московского «Локомотива», получил перелом малоберцовой кости левой ноги, но успел восстановиться до ЧМ-2018. В 2019 году, проведя 333 официальных матча за «Атлетико Мадрид», Филипе подписал контракт с «Фламенго» сроком до декабря 2021 года. Вместе с командой 23 ноября 2019 года стал обладателем Кубка Либертадорес. Также помог своей команде выиграть чемпионат Бразилии. Вместе с «красно-чёрными» защитник выиграл по два чемпионата Бразилии, штата и Суперкубка страны. В 2019 завоевал с командой Кубок Либертадорес, а через два года помог «Фламенго» выйти в финал этого турнира.