Мусса провів у цьому клубі всього один сезон 2005/06, в якому забив 9 м'ячів. Сезон для «Віллема II» вийшов невдалим, команда зайняла передостаннє 17 місце в Ередивізі і лише в матчах плей-оф зберегла прописку в еліті.
2006 року перейшов в АЗ з Алкмаара. Тоді команду очолював Луї ван Гал. АЗ в сезоні 2006/07 став бронзовим призером чемпіонату Нідерландів, після поразки «Ексельсіору» (2:3), програв у фіналі Кубку Нідерландів «Аяксу» (1:1 в основний час і поразка в серії пенальті), програв плей-офф за місце в Лізі чемпіонів тому ж «Аяксу» (2:4). Того сезону Дембеле забив 6 голів, а найкращим бомбардиром команди став Денні Куверманс, який відзначився 14 точними ударами.
Сезон 2007/08 закінчився для АЗ ще гірше — клуб зайняв 11 місце та втратив шанси на участь в єврокубках. Дембеле засмутив суперників лише 4 рази.
Наступний сезон почався теж погано — перші два матчі вони програли, але в підсумку виграли чемпіонат. І хоча Дембеле не грав з жовтня до грудня через травму, наприкінці сезону він був визнаний найкращим гравцем Ередивізі[1].
Незважаючи на чутки, що Дембеле переходить в «Бірмінгем Сіті», 12 серпня 2010 року він приєднався да «Фулгема». Дембеле підписав контракт до 2013 року, «Фулхем» заплатив за нього 5 млн. фунтів. В англійському клубі новачок отримав 30-ий номер. Перший свій гол бельгієць забив у матчі проти клубу «Порт Вейл» у рамках Кубка Ліги. Протягом двох сезонів у «Фулгемі» добре себе зарекомендував і викликав інтерес від інших команд англійської Прем'єр-ліги(
Влітку 2012 року перебрався до «Тоттенгем Готспур», який погодився сплатити прописану в контракті бельгійця суму відступних — 15 мільйонів фунтів. Отримав у новій команді 19-ий номер. У складі «шпор» відразу став ключовим гравцем в опорній зоні півзахисту. В сезоні 2017/18 провів свою двухсоту гру за цю команду в усіх змаганнях.
Виступи за збірні
2002 року дебютував у складі юнацької збірної Бельгії, взяв участь у 22 іграх на юнацькому рівні, відзначившись 5 забитими голами.
Дембеле брав участь у літніх Олімпійських іграх 2008 року, де він відзначився трьома м'ячами, в тому числі дублем Італії в чвертьфіналі, допомігши своїй збірній перемогти 3:2. Щоправда після того Бельгія програла Нігерії в півфіналі і Бразилії в матчі за третє місце, але Дембеле зіграв у всіх шести іграх Бельгії на Олімпійських іграх[2].
Тож першим великим турніром для Дембеле у збірній став чемпіонаті світу 2014 року, на якому він не був основним гравцем і взяв участь лише у двох іграх групового етапу, а його команда дійшла чвертьфіналу, в якому поступилася аргентинцям.
За два роки, на Євро-2016 також був насамперед резервним гравцем, його участь у турнірі обмежилася однією грою на груповому етапі.
2018 року поїхав на свою другу світову першість — тогорічний чемпіонат світу в Росії, на якому дебютував у першому ж турі групового етапу, вийшовши на заміну наприкінці зустрічі з Панамою. Згодом відіграв усі 90 хвилин заключного матчу групи проти Англії, на момент якого обидві команди-учасниці успішно вирішили завдання виходу до плей-оф і на який тренери обох команд виставили резервні склади.