Rodrigo Caio iniciou sua carreira no futebol em 2006, aos 12 anos, nas categorias de base do São Paulo. Durante esse período, ele conquistou diversos títulos nas categorias inferiores, incluindo o Bicampeonato Paulista (2007 e 2008) e a Copa Nike (2007) na categoria Sub-15, além de uma Copa São Paulo de Juniores em 2010.
Sua estreia profissional ocorreu aos 17 anos, em uma derrota por 5–0 para o Corinthians no Campeonato Brasileiro de 2011, sob o comando do técnico Paulo César Carpegiani. Rodrigo rapidamente se estabeleceu como um jogador versátil, atuando como lateral-direito em algumas ocasiões na temporada de 2012 devido a contusões no elenco.
Em 2013, marcando seus primeiros gols profissionais, Rodrigo Caio começou a se firmar como zagueiro, uma posição que desempenharia com destaque nos anos seguintes. Uma lesão no ligamento do joelho em 2014 o afastou dos gramados, retornando apenas em 2015.
Rodrigo Caio alcançou 200 jogos pelo São Paulo em 2016 e se tornou o jogador com mais partidas pelo clube no elenco em 2017. Seu desempenho em 2018 o colocou na lista de cotados para defender a Seleção Brasileira na Copa do Mundo FIFA, embora ele não tenha sido selecionado para a equipe final.
Apesar de seu sucesso no São Paulo, a temporada de 2018 foi desafiadora para Rodrigo, com uma lesão o afastando por cinco meses e uma perda de espaço na equipe. Isso culminou em uma entrevista polêmica e na sua liberação para procurar um novo clube.
Rodrigo Caio então transferiu-se para o Flamengo em 2019, jogando pelo clube até 2023. Durante sua estadia no Flamengo, ele participou de 146 partidas, marcando gols importantes e conquistando títulos, incluindo a Copa Libertadores e o Campeonato Brasileiro. Seu último jogo pelo Flamengo foi contra o Internacional em abril de 2023, após o que ele decidiu deixar o clube em busca de novos desafios.
