Cauan ingressou no Vasco da Gama aos 14 anos de idade, em 2019, para a equipe Sub-15 do clube.^[1]

Em 19 de janeiro de 2023, com 18 anos de idade, o volante estreou profissionalmente no empate em 1–1 contra o Audax Rio, no Estádio Luso-Brasileiro, ainda na segunda rodada do Campeonato Carioca, em um jogo que marcou também a estréia do jovem Rayan de apenas 16 anos e 5 meses (mais jovem a atuar pelo Vasco no século XXI) e de outra promessa do clube, o centroavante GB.^[2] A equipe principal do Vasco estava em pré-temporada nos EUA disputando a Florida Tour, e por esse motivo o clube utilizou uma equipe alternativa com muitos jovens jogadores que haviam disputado a Copinha naquele mesmo mês, dentre eles Cauan.^[3]

O jogador marcou o seu primeiro gol como profissional em maio, mês em que completou 19 anos de idade, diante do São Paulo no Morumbi, na derrota por 4–2, válida pelo Brasileirão.^[4]

No início do ano, o jogador novamente fez parte da equipe alternativa que disputou as primeiras rodadas do Campeonato Carioca, já que a equipe principal mais uma vez estava em pré-temporada no exterior, desta vez disputando a Serie Río de la Plata no Uruguai.^[5] O volante aproveitou a oportunidade e marcou o seu segundo gol com a camisa do Cruzmaltino no empate em 3–3 com o Sampaio Corrêa-RJ, no Estádio Elcyr Resende de Mendonça em Saquarema.^[6]

Pouco mais de um mês após retornar de empréstimo, Barros ganhou um novo status no time de Fernando Diniz. O volante de 21 anos aproveitou as brechas no meio-campo e ganhou a confiança do treinador com boas atuações para assumir a titularidade.^[14] Barros foi um dos pilares na classificação às semifinais da Copa do Brasil diante do Botafogo e recebeu elogios de Fernando Diniz durante a coletiva após o jogo de ida em São Januário.^[15]

Em novembro, o atleta marcou o primeiro gol em seu retorno ao Gigante da Colina, o gol foi o quarto do Vasco na goleada por 5–1 sobre o Internacional em São Januário, válida pelo Brasileirão, sendo o primeiro gol do volante no estádio cruzmaltino como jogador profissional e décimo tento da carreira do atleta.^[16]

Após a saída de Fernando Diniz, Cauan viveu a sua fase mais artilheira com a camisa do Vasco, quando marcou 3 gols em um intervalo de 17 dias, sendo um deles na derrota por 2–1 para o Santos na Vila Belmiro^[17], e os outros dois no empate em 3–3 contra o Cruzeiro no Mineirão^[18], em um jogo movimentado onde a sua equipe estava perdendo por 1–0 e o volante marcou dois gols e foi expulso por uma entrada dura em Matheus Pereira, tudo isso em um intervalo de apenas 5 minutos.^[19]