De Berchem Sport au Germinal Beerschot (2004-2005)

Mousa Dembélé a passé une partie de sa jeunesse à Tunis, puis a été formé complètement au Berchem Sport ; il signe son premier contrat professionnel à 16 ans au Germinal Beerschot Anvers. Il y hésite entre le poste de milieu offensif et celui d'attaquant. C'est pourquoi aujourd'hui, alors qu'il a évolué comme attaquant à Willem II, il est capable de descendre d'un cran en équipe nationale et de distribuer des passes décisives dans le dos de ses coéquipiers. Sa vitesse et sa puissance lui permettent de travailler autant au milieu du jeu que devant le but. La première année au GBA, il ne monte qu'une seule fois comme remplaçant. En revanche, il jouera tous les matchs du deuxième tour l'année suivante et y inscrit un but.

Willem II Tilburg (2005-2006)

Mais déjà à l'étroit dans un club anversois bien pauvre, il force son transfert à Willem II, aux Pays-Bas. Il joue tous les matchs du championnat à l'exception d'un seul et marque 9 buts.

AZ Alkmaar (2006-2010)

Willem II est un tremplin pour Mousa qui part pour un club plus riche, l'AZ Alkmaar, qui joue le titre et la coupe d'Europe. Quelques jours avant son transfert, il joue son premier match pour le compte de l'équipe nationale. Il a alors 19 ans.

Lors des saisons 2007 et 2008, il joue également tous les matchs du championnat mais sa position de milieu offensif lui fait marquer beaucoup moins de buts et donner beaucoup plus d'assists. Très à l'aise à l'AZ, il tape dans l'œil de René Vandereycken, le sélectionneur belge, qui en fait un titulaire afin de remplacer Émile Mpenza en attaque. Mousa Dembélé joue également pour les espoirs lors de l'Euro. L'équipe nationale belge des espoirs atteint les demi-finales de l'Euro 2007 et obtient une 4^e place aux jeux olympiques de 2008 où il inscrit un doublé face à l'Italie en quart de finale. Mousa Dembélé faisait partie de l'équipe-type lors de ces deux grandes compétitions. Lors de la saison 2008-2009, Mousa prend de l'envergure avec l'AZ puisque son club est leader du championnat des Pays-Bas. L'avant-centre n'avait jamais été titulaire dans un club leader.

Fulham FC (2010-2012)

Le 18 août 2010, il signe à Fulham, club de Premier League, pour un montant de 6,5 millions d'euros. Lors de son premier match, contre Port Vale pour le deuxième tour de la Carling Cup, il fait trembler les filets pour la première fois (6-0). Quelques jours plus tard, pour son premier match de Premier League, contre Blackpool, il offre deux passes décisives à ses équipiers (2-2). À la 4^e journée de championnat face aux loups de Wolverhampton, il est l'auteur d'un doublé dont un but à la dernière minute de jeu grâce à un coup franc dévié par le montant. Il donne alors la victoire aux Cottagers (2-1). Grâce à ses débuts réussis en Angleterre, Dembélé est retenu par Georges Leekens pour toute la campagne de qualification de l'équipe nationale pour l'Euro 2012. Mais l'équipe ne parvient pas à se qualifier.

Tottenham Hotspur (2012-2019)

Le 29 août 2012, Fulham et Tottenham Hotspur annoncent avoir trouvé un accord pour le transfert de Dembélé^[8],[9]. Il marque son premier but avec Tottenham lors de son premier match, contre Norwich (1-1).

Le 9 mai 2016, dans son bulletin hebdomadaire^[10], l'Observatoire du football du Centre International d’Étude du Sport fait de lui le meilleur milieu box-to-box du «Big 5» (Les 5 grands championnats européens : Bundesliga, Liga, Ligue 1, Premier League, Serie A) devant Blaise Matuidi et İlkay Gündoğan.

Guangzhou R&F (2019-2022)

Le 17 janvier 2019, il s'engage avec le Guangzhou R&F. En février 2022, Mousa Dembélé annonce qu'il prendra sa retraite à l'issue de son contrat actuel^[11].