Club
Anderlecht
Dal 2013 il calciatore africano risulta indagato dalla FIFA, su mandato del procuratore sportivo brasiliano Paulo Teixeira, in quanto a lui sarebbero intestati tre passaporti: uno con la data di nascita dell'8 agosto 1988, quando giocava nelle squadre congolesi dell'E.S. La Grace (squadra che prima ha sporto denuncia e poi l'ha ritirata), dello Mputu e dell'MK Etanchetéitéas; uno con data di nascita del 30 novembre 1991, come risulterebbe da documentazione in possesso della Federcalcio congolese, ed uno dell'8 agosto 1994, come risulterebbe al club belga dell'Anderlecht, che, stando alla sua versione, non avrebbe nemmeno potuto tesserarlo se fosse stato minorenne. A più di un anno e mezzo dall'esordio nelle giovanili dell'Anderlecht, la squadra fa sapere che il calciatore sarebbe stato registrato presso la federazione nel giugno del 2013. Con la maglia della squadra vincerà la Pro League segnando 5 gol nel campionato, marcherà la sua prima rete nella vittoria contro il Mons segnando il gol del 2-0, inoltre segnerà la rete della vittoria nella partita che si concluderà per 1-0 contro il Genk. Durante la partita di Champions League dove riusciranno a imporsi contro il Galatasaray, Mbemba segnà la doppietta che permetterà alla sua squadra di vincere per 2-0.
Newcastle e Porto
Il 26 luglio 2015 viene reso noto un accordo per il suo trasferimento al Newcastle Utd; 4 giorni dopo l'acquisto viene completato dai Magpies. Milita nei bianconeri per le successive tre stagioni, in cui segna una sola rete nella vittoria contro il Barnsley in Football League Championship per 3-0 del 7 maggio 2017.
Il 23 luglio 2018 si trasferisce in Portogallo, al Porto, dove vincerà il campionato nella stagione 2019-2020, segnando una rete nel pareggio per 1-1 contro il Rio Ave. Inoltre sarà autore del gol nella vittoria per 1-0 contro il Paços Ferreira. Si rivelerà determinante nella vittoria della Coppa di Portogallo segnando un gol nella vittoria per 5-0 contro il Coimbrões e un altro nella vittoria per 4-0 conto il Vitória Setúbal, infine sarà l'uomo partita nella vittoria per 2-1 contro il Benfica in finale, segnando una doppietta, segnando entrambi i gol di testa.
Olympique Marsiglia
Il 15 luglio 2022 firma un contratto triennale con l'Olympique Marsiglia.
Nel 2024-2025, a seguito di un litigio con un dirigente, viene messo fuori rosa dal neo-tecnico dei marsigliesi Roberto De Zerbi.
Lilla
Il 1º settembre 2025 si trasferisce al Lilla, firmando un contratto annuale.
Nazionale
Debutta nella nazionale della Repubblica Democratica del Congo nel 2012 contro le Seychelles nella vittoria per 3-0. Verrà convocato in nazionale nella Coppa d'Africa 2015 dove vinceranno il bronzo, nella vittoria contro la Guinea Equatoriale che si concluderà per 0-0 fino ai tempi supplementari, ma che la nazionale congolese vincerà per 4-2 ai calci di rigore; Mbemba segnerà il terzo rigore per la sua squadra. Il 2 febbraio 2024 durante la Coppa d'Africa segna il gol del pareggio nei quarti di finale contro la Guinea, partita che finirà poi con il risultato di 3-1.
Il 16 novembre 2025, in occasione della sfida vinta per 1-0 contro il Camerun, valevole per i play-off per le qualificazioni ai Mondiali 2026, raggiunge quota 100 presenze in nazionale; al contempo ha realizzato la rete che ha consentito alla sua squadra di vincere la partita.
Nel 2026 viene convocato per partecipare ai Mondiali.
RD del Congo
Al-Diriyah
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