O atleta veio das categorias de base do time tricolor e estreou entre os profissionais em 2012. Em 112 jogos, marcou 15 gols, mas perdeu espaço no time com as contratações de Alan Kardec, Alexandre Pato, Centurión, Jonathan Cafu e também a promoção do garoto Ewandro.
O atacante já ficou fora do banco de reservas do São Paulo na vitória nesta quarta-feira, sobre o Danubio, pela Copa Libertadores, e também deve ser liberado dos próximos treinos do time já para acertar detalhes da transferência para o Japão. O camisa 19 ainda teve passagens pela seleção brasileira sub-20.
O clube japonês terá ainda a opção de comprar Ademilson ao fim do período de empréstimo. Como o Marinos pertence ao mesmo grupo de investidores de times como New York City e Manchester City, o atacante poderá ainda se transferir para essas equipes caso exista o interesse.