Tras una larga novela veraniega, finalmente se concretó la venta de Tomás Cuello al Atlético Paranaense de Brasil. La transacción el dejará al Decano 2,5 millones de dólares (equivale a 525 millones de pesos según la cotización del dolar blue del día de hoy) y además se quedará con el 50% del pase en su poder. 

Cuello debutó profesionalmente el 16 de abril, en un partido de la Primera División argentina contra San Lorenzo de Almagro. Al hacerlo, se convirtió en el primer jugador nacido en la década de 2000 en jugar en la máxima categoría de Argentina. Su primer partido internacional con Atlético, fue en la fecha 6 de la Copa Libertadores 2017. Logró formar parte del equipo que salió sub-campeón de la Copa Argentina 2017 frente a River Plate.

En 2018, empezaría a adquirir más rodaje, primero en el amistoso de verano frente a su clásico rival, San Martín de Tucumán (entrando en los últimos 15 minutos y cambiándole la cara en la parte ofensiva del decano) y contra Tristán Suárez por la Copa Argentina 2017-18, donde realizó una espectacular jugada por la banda izquierda dando la asistencia a su compañero Leandro Diaz para que marcara el 1-0 a favor del equipo tucumano que pasaría a la siguiente fase.

En la temporada 20/21, fue cedido a al Bragantino del fútbol brasilero donde tuvo su despegue como profesional, siendo una de las figuras en la campaña de la que llevó al equipo hasta la final de la Copa Sudamericana. 

El préstamo tenía una opción de compra de 2.5 millones de dólares por el 100% del pases, esa opción se venció, y Atlético pudo negociarlo con el Paranaense por el mismo precio, pero entregando solo el 50% del pase. 

En el contrato de la venta, se firmó una clausula en la que se estipula que ninguna venta futura puede ser inferior a los 8 millones de dólares, por lo que Atlético recibiría, al menos, cuatro millones más. Además, el equipo brasilero debe pagar un monto a Atlético por contar con los sercvicios del futbolista y en caso de querer comprarle 1005 del pase, también deberá ajustarse al piso de los 8 millones. 

Una vez oficializado el traspaso, el club brasilero le dio la bienvenida a Cuello: “¡Contratado! Tomás Cuellos llega con contrato válido por cuatro años y usará la camiseta 28”, exclaman las cuentas oficiales de la institución con base en la ciudad de Curitiba. 

Por su parte, las cuentas del Decano despidieron al futbolista: “Con la misma emoción que la tarde de tu debut, tu familia y todos los que amamos estos colores te despedimos hoy deseándote el mayor de los éxitos en tu carrera ¡El Monumental te esperará por siempre!”. 

Mientras que el mismo jugador también le dejó un mensaje al club que lo vio crecer: “Dk, dk de mi vida… Jamás me alcanzarán las palabras para describir este sentimiento y todo el agradecimiento a todos. Será por siempre un hasta pronto y éxitos en todo lo que viene”, escribió junto a fotos en las que se lo ve en las tribunas como un hincha más cuando era un niño.