O Internacional contratou o lateral em 1977. Não chegou a ser titular do Internacional, pois à sua frente tinha: Vacaria em 1977; Jorge Tabajara em 1978; e Cláudio Mineiro em 1979.

A partir de 1980 fez carreira jogando no Paraná, jogando por Coritiba, Atlético-PR, Cascavel e Pinheiros (um dos clubes que originou o Paraná Clube). Jogou também no Operário-MS. Deixou o futebol em 1989.

Deixou o Internacional após a eliminação nas semifinais do Brasileiro de 78, rumando o América-SP. Depois de dois anos em São José do Rio Preto, foi para o Atlético-MG, onde ficou de 1979 até 1982. Ganhou o campeonato mineiro em todos os anos em que esteve em Minas Gerais.

Em 83, foi para o Vasco da Gama, onde jogou ao lado de Roberto Dinamite, Acácio e Rosemiro. No cruzmaltino, pegou uma época de vacas magras. Passou pelo Coritiba em 1984 e foi para o Bangu em 1985.

Curiosamente, Pedrinho Gaúcho passou pelos dois times finalistas do Brasileirão de 85, mas na final foi derrotado, pois estava no Bangu. Deixou o Bangu em 1986 e encerrou a carreira no Avaí, aos 33 anos.

Então com 23 anos, estreou pelo Inter na vitória por 2 a 0 diante do Santa Cruz-PE, na 9ª rodada do Brasileirão. Valdir foi discreto jogando pelo Colorado, sem sequer jogar uma partida completa. Curiosamente, o Inter nunca foi derrotado com Valdir em campo.

Com a preferência de Abel por Norberto, Leomir e Dacroce, Valdir retornou à Platinense em 1989. Na metade do ano, foi contratado pelo Atlético-PR. Em seu primeiro ano no Furacão, o time acabou rebaixado.

Em 1990, além do Furacão ser campeão paranaense, foi promovido à Série A, sendo vice da segunda divisão. Em 91, o Atlético-PR nao fez boa campanha, mas permaneceu na Série A e Valdir se destacou. Ao longo do ano, disputou quatro partidas pela Seleção Brasileira.

O Atlético-MG não perdeu tempo e contratou Valdir para o ano de 92. No Galo, Valdir seus melhores momentos, sendo campeão da Copa Conmebol em 92, mesmo que na reserva. Permaneceu no Atlético até 1994. Em sua primeira passagem pelo Atético-MG, ganhou o apelido de Toddynho, por não beber cerveja e preferir o achocolatado. O apelido foi dado pelo falecido ponta Edivaldo.

Depois de três anos no Japão, defendendo o Kashiwa Reysol, retornou a Minas. Dessa vez, foi para o Cruzeiro. Mesmo tendo jogado no maior rival, foi vice-campeão brasileiro em 1998.

Retornou ao Galo em 99, ano em que conquistou o Campeonato Mineiro e foi, mais uma vez, vice-campeão brasileiro. Nas duas ocasiões, perdeu a decisão para o Corinthians. Levantou mais uma taça do Campeonato Mineiro em 2000.

Foi para o Avaí em 2003, onde terminou a Série B em 3º lugar. Passou por América-MG, São Raimundo-AM e na Inter de Limeira. Deixou os gramados em 2003, aos 38 anos.

Teve mais uma passagem pelo Beira-Rio em 2007, como auxiliar-técnico de Alexandre Gallo.

Retornou ao Atlético-MG em 78. Depois de levantar a taça do Campeonato Mineiro, foi para o Flamengo. Estreou em outubro diante do Londrina e marcou um gol na vitória por 3 a 0. Fez 5 gols em 15 partidas no rubro-negro.

Rumou ao México para defender o Atlante, recém promovido à primeira divisão mexicana. Jogou lá por duas temporadas e voltou ao Brasil, dessa vez, para a Inter de Limeira. Ainda passou por Sport, Vitória e CSA. Conquistou o título pernambucano de 82.

Depois da Libertadores e quatro enfrentamentos com o Bahia, o Inter foi atrás de Zé Carlos, trazendo o baiano como reforço para a disputa do Brasileirão após a saída de Nílson para o exterior. O Inter foi bem, mas Zé Carlos não se firmou.

Foi emprestado ao Guarani em 1990. O clube não conseguiu retornar à Série A e o jogador voltou ao Internacional em 1991. Sem chances entre os titulares, que tinha Cuca e Lima como referência, Zé Carlos amargou a reserva por todo ano.

O Atlético-MG contratou o jovem atacante em 1991, mas seguiu no banco de reservas. Depois de um rápido empréstimo ao Al-Hilal-SAU, retornou ao Galo, onde permaneceu até 1995, sempre no banco. 

Além do título nacional de 88, levantou três canecos estaduais: dois pelo Bahia (86 e 88) e um pelo Galo (91).