Zé Roberto hazája nemzeti együttesével 1997-ben és 1999-ben Copa Américát, 1997-ben és 2005-ben pedig Konföderációs Kupát nyert, továbbá 1998-ban és 2006-ban tagja volt a világbajnokságon szereplő keretnek. Az 1998-as vb-n ezüstérmes lett, 2006-ban a torna álomcsapatába választották. Összesen 86-szor öltötte magára a címeres mezt.
Európában játszott a Real Madridban, a Bayer Leverkusenben, a Bayern Münchenben és a Hamburger SV-ban. A királyi gárda 1998-as Bajnokok Ligája-győztes csapatának tagja volt, noha a tavaszi szezont már a Flamengóban töltötte.
A gyógyszergyáriakkal BL-döntőig jutott 2002-ben, a bajorokkal pedig négy-négy bajnoki címet és kupagyőzelmet ünnepelhetett. Zé Roberto 2012-ben hazaszerződött, 2015 óta a Palmeiras színeiben játszik, amellyel brazil bajnokságot és kupát nyert.