Az Arsenallal közös megegyezéssel szerződést bontó Denilson négy évre elkötelezte magát a Sao Paulóhoz, amelynél ez elmúlt két szezont is kölcsönben töltötte.
A 25 éves Denilson 2006-ban éppen a Sao Paulótól érkezett az Arsenalhoz, ám nem tudta megvetni lábát a londoni csapatban, amelyben 96 bajnokin lépett pályára és hét gólt szerzett.