Aos sete anos de idade, Willyan chegou no Desportiva Ferroviária e fez toda sua Base na equipe até estrear profissionalmente por ela em 2014, onde conquistou, já na primeira época, dois títulos: o Desafio Preto e Grená[1] e a Taça Vitória de Futebol. Nesse mesmo ano, foi considerado a Revelação do Campeonato Capixaba.[2]
Depois, foi emprestado para o Flamengo, seu time do coração,[3] onde atuou pela equipe sub-20 e ficou no clube até o ano de 2015, quando retornou para sua cidade natal.[2]
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Não fiquei no Flamengo por consequências do futebol, mas volto feliz. Me sinto em casa na Desportiva, onde eu comecei a jogar futebol, e a torcida sempre me apoiou. Aqui tenho o carinho de todos e estou feliz por estar de volta.
”
— Willyan sobre sua passagem pelo Flamengo.
Em seu retorno, ajudou em uma vitória do seu clube diante o Botafogo, rival estadual de sua ex-equipe, e comemorou o tento provocando o time com o "chororô".[3] Após esse momento individual positivo, ele foi escolhido o melhor zagueiro e a revelação do Campeonato Capixaba de 2016.[4][5]
Grêmio
Seu contrato iria se encerrar naquela mesma época, após o time não conseguir passar da primeira fase da Série D, e o jogador optou por não renová-lo. Paralelo a isso, o Grêmio buscou o defensor de 21 anos e o contratou ainda em 2016.[5]
Por conta das baixas oportunidades, que alternavam entre Time B e treinos com a equipe profissional, Willyan chegou a um acordo com a diretoria do time comandado por Renato Gaúcho e rescindiu seu contrato na metade de 2017.[8]
Futebol Português
Willyan estreou no futebol português na temporada de 2017–18 pelo Clube Desportivo da Cova da Piedade, onde ficou até o fim da temporada 2018–19. Por quatro temporadas, o jogador assinou com o Portimonense em julho de 2019.[10]
Na equipe, o brasileiro chamou a atenção sendo um frequente titular na equipe. Seu bom futebol fez com que ele recebesse a atenção de equipes brasileiras, que até tentaram a sua contratação, mas não houve nenhum acordo entre as partes envolvidas.[11]
CSKA
Após 88 jogos, Willyan mudou-se de Portugal para atuar na Rússia pelo CSKA Moscou em setembro de 2022. Seu contrato é por três temporadas.[12]
Já em sua primeira época, o zagueiro conseguiu firmar-se na equipe titular e levantou seu primeiro troféu em solo europeu: o da Copa da Rússia de 2022–23.[13]
Willyan em 2022.
Nesse mesmo momento, o atleta voltou a ser sondado para retornar ao futebol brasileiro, mas não houve nenhum acordo firmado para o retorno dele para seu país de origem.[14]
Seu retorno ao futebol brasileiro não era prioridade de Willyan naquele momento, mas o jogador deixou isso em aberto para momentos no futuro:[15]
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Ainda não tive, mas já tenho boas experiências no futebol europeu e estou subindo na carreira. Comecei desde lá de baixo e hoje estou num grande clube do futebol mundial.
Falando do futebol brasileiro, gostaria muito de poder ter essa experiência. Agora, não consigo dizer quando terei essa chance. O futebol tem sempre muitas surpresas. Tenho contrato com o CSKA e estou muito feliz na Rússia. Estou focado em descansar e começar a me preparar para a nova temporada. Não penso muito nessa questão da saída, se tiver de acontecer, acontece
