Леау — воспитанник лиссабонского «Спортинга». 21 мая 2017 года в матче против дубля «Браги» он дебютировал в Сегунда лиге в составе дублирующего состава «львов». 11 февраля 2018 года в матче против «Фейренсе» он дебютировал в Чемпионате Португалии, заменив во втором тайме Брайана Руиса. 2 марта в поединке против «Порту» Рафаэл забил свой первый гол за «Спортинг». Летом 2018 года Леан перешёл во французский «Лилль». В своем дебютном сезоне Леан провел 24 поединка, в которых забил восемь голов. Летом 2019 года, после достаточно успешного сезона в составе «Лилля», игроком заинтересовался «Милан». Стороны договорились о переходе игрока в итальянский коллектив за 30 миллионов евро. Рафаэл в новом клубе получил контракт на 5 лет и зарплату 2 млн. евро за сезон. Официально трансфер был оформлен 1 августа 2019 года. 20 декабря 2020 года забил гол в ворота «Сассуоло» на 7-й секунде матча, что стало новым рекордом чемпионата Италии по футболу.