Sua estreia foi apenas na última rodada do primeiro turno, em 18 de outubro, na derrota por 1 a 0 para o Grêmio,[8] por causa de uma contusão na coxa direita que o deixara três meses fora dos gramados.[9] O seu primeiro gol pelo clube viria no terceiro jogo, na vitória por 2 a 0 sobre o Goiás.[10]

Em 1989 foi campeão como jogador profissional pela primeira vez ao conquistar o Campeonato Paulista de 1989.

Antes da chegada de Telê Santana, em outubro de 1990, o jogador tinha marcado apenas 26 gols em mais de três anos. Porém depois que o técnico Telê Santana passou a comandar o time o jogador marcou muitos gols: foram 28 em 1991, sendo 20 feitos no Campeonato Paulista de 1991, quando conquistou a artilharia do Paulistão.[11][12]

Foi o capitão do time no Campeonato Brasileiro de 1991 e ajudou o São Paulo a conquistar seu terceiro título, em cima do Bragantino de Carlos Alberto Parreira. Nessa campanha, Raí foi o artilheiro do time, com sete gols[13], fato que se repetiria no Brasileirão seguinte, no título do bicampeonato consecutivo da Libertadores, em 1993, e nos Campeonatos Paulistas de 1992 e 1993.[14]

Como campeão brasileiro, conquistou a Libertadores de 1992 contra o Newell's Old Boys, da Argentina. Foi decisivo ao marcar o gol que levou a final à decisão por pênaltis. Acertou a sua cobrança na disputa e, com a vitória tricolor, como capitão do time levantou o troféu diante de 120 mil torcedores no Estádio do Morumbi.[15][16][17]

Na disputa da Copa Intercontinental de 1992, no Japão, Raí marcou dois gols — sendo o primeiro com a barriga e o segundo em uma cobrança de falta[13] — e o São Paulo venceu o jogo contra o Barcelona, conquistando o título. Raí foi eleito o melhor jogador do torneio.

Na volta ao Brasil, o São Paulo ainda venceu a final do Paulistão, batendo o Palmeiras por 2 a 1. Nesse campeonato, Raí chegou a marcar cinco gols em um mesmo jogo, na vitória por 6 a 0 sobre o Noroeste, de Bauru, em 15 de outubro.[10]

No começo de 1993 foi vendido ao Paris Saint-Germain, da França, por 4,6 milhões de dólares,[18] mas ficou no Brasil até o meio do ano e conquistou ainda a Libertadores de 1993, marcando um gol de peito no primeiro jogo da final e novamente levantando o troféu. No Paulista, o time ficou em terceiro lugar, e a despedida do meia foi em uma vitória por 6 a 1 sobre o Santos, em 3 de junho.
Raí ainda voltou ao São Paulo em 1998, e sua reestreia foi contra o Corinthians, já na final do Campeonato Paulista daquele ano: ele fez um gol de cabeça e foi campeão no mesmo dia em que desembarcou no país. Mas em um jogo contra o Cruzeiro, em 9 de agosto, pelo Campeonato Brasileiro, Raí rompeu os ligamentos no tornozelo após uma entrada de Wilson Gottardo e teve de ficar mais de um ano parado.[24]

Enquanto se recuperava, separou-se da esposa Cristina, depois de quinze anos de casamento.[25] Nessa mesma época, depois de ser pai com apenas 17 anos, Raí foi avô aos 33.[26] Quando voltou, ficou na reserva durante boa parte do Campeonato Brasileiro de 1999, recuperando-se gradativamente ao longo da competição.[24]

O último gol de Raí como profissional foi em 27 de junho de 2000, diante do Palmeiras, no Palestra Itália.[27] Sua última partida antes de se retirar dos gramados foi pouco menos de um mês depois, no dia 22 de julho, em uma derrota por 3 a 1 para o Sport em João Pessoa, pela Copa dos Campeões.[28] Ele é considerado um dos jogadores mais importantes da história do clube.[11]