Começou sua carreira em 1995 no Goiás. Chegou a atuar por um curto período como lateral-direito, mas destacou-se mesmo na posição da cabeça-de-área. Teve uma rápida passagem pelo Al-Hilal, entre 2001 e 2002. Retornou para o Goiás e depois, em 2003, transferiu-se para o Botafogo.

Túlio Guerreiro foi vice-campeão da Série B com o clube carioca, ajudando o Glorioso a voltar à Primeira Divisão do Campeonato Brasileiro, e, logo, tornou-se símbolo e ídolo da torcida. Seu principal parceiro no meio-de-campo à época foi o cabeça-de-área Fernando. Transferiu-se, no meio de 2005, para o Oita Trinita do Japão, declarando amor ao clube da Estrela Solitária e uma curiosidade, pretende se formar como médico após encerrar a carreira de futebolista.

Pretendendo encerrar a carreira no Botafogo em 2010, Túlio retornou ao Glorioso em 2007, quando foi campeão pela primeira vez pelo clube, da Taça Rio daquele ano. Formando a dupla de volantes titular ao lado de Leandro Guerreiro, Túlio ajudou o time, treinado por Cuca. a chegar a algumas decisões dos torneios que o Botafogo disputou. No entanto, ficou marcado por ter participado da fatídica derrota de virada para o River Plate, pela Copa Sul-americana. Sua temporada foi atrapalhada por uma suspensão, em âmbito nacional, após ter sido flagrado dando um ponta-pé em Leandro, do São Paulo.

Túlio venceu com o Fogão a Copa Peregrino e, novamente, a Taça Rio em 2008. Jogou ao lado de Diguinho neste ano. Porém, repetindo a temporada anterior, fez parte do elenco que foi vice-campeão carioca, perdendo para o Flamengo. Atuou bem durante o campeonato estadual e foi escolhido para a seleção dos melhores do estudual. Túlio sempre foi homem forte do grupo de jogadores do clube, ídolo da torcida e torcedor assumido do clube, porém, ao final do ano, deixou o alvinegro, alegando desgaste psicológico e assinou com o Corinthians até o final de 2010.

Em 30 de abril de 2009, contudo, Túlio acabou deixando o Corinthians e assinou pelo Grêmio. Seu contrato com o time gaúcho vai até o final de 2010.

No final de fevereiro de 2010, Túlio rescindiu seu contrato com o Grêmio assinou com o Goiás.