Il reçoit sa première sélection en équipe de France Espoirs le 21 août 2007 face à l’Italie.

Durant la saison 2007-2008, il est prêté sans option d’achat à l’Amiens SC en Ligue 2 (29 matchs, un but).

Il revient au PSG pour la saison 2008-2009 et dispute notamment quelques rencontres de Coupe de l’UEFA. Il reste toutefois cantonné à un poste de remplaçant.

Le 31 janvier 2009, il est prêté avec option d’achat à West Bromwich Albion jusqu’à la fin de la saison. En juin, West Bromwich Albion est relégué en deuxième division anglaise et Mulumbu rejoint définitivement le club. Il s’y installe comme un titulaire indiscutable de l’équipe, qui obtient la montée après une excellente saison. Il commence la saison 2010-2011 comme titulaire indiscutable et se révèle être un des cadres de son club. Il est élu meilleur joueur du mois de septembre par les supporters qui lui inventent une chanson dans laquelle ils décrivent Mulumbu comme meilleur que le Brésilien Kaká.

Le 24 mai 2015, il est libéré par West Bromwich Albion. Il s’engage pour deux saisons avec Norwich City le 22 juin suivant.

Le 31 août 2018, après une saison disputée à Kilmarnock, il rejoint le Celtic de Glasgow pour une durée de deux ans. Peu utilisé durant la première partie de saison, il envisage de quitter le club à la trêve hivernale.

Le 31 janvier 2019, il est prêté à Kilmarnock.

Le 28 août 2020, il rejoint Kilmarnock.

Carrière internationale

Mulumbu a évolué avec l’équipe de France des moins de 20 ans, l’équipe de France espoirs puis la sélection de la République démocratique du Congo.

En 2007, Mulumbu a remporté le Tournoi de Toulon avec l’équipe de France des moins de 20 ans.

Le 5 février 2008, Mulumbu participe avec la République démocratique du Congo à un match amical contre l’équipe de France A’.

En août 2010, Mulumbu et huit autres compatriotes « sèchent » un match amical contre l’Égypte criant au manque total d’organisation de la Fédération Congolaise de Football Association (FECOFA). Le sélectionneur de la République démocratique du Congo, Robert Nouzaret, furieux, demande qu’un match de suspension soit attribué à tous les boycotteurs. Mulumbu est immédiatement annoncé comme le chef de file de cette rébellion. « Je souhaiterai que toute la nation congolaise et fans de football prennent connaissance de ma déclaration et non celle divulguée par ci et par là sans fondement. On cherche toujours un bouc-émissaire quand ça va mal et les responsables ne veulent jamais porter leur propre chapeau. Le nouveau sélectionneur est Nouzaret, j’attends de parler directement avec lui et tout sera clair. Moi, j’aime mon pays et j’aimerai porter le maillot des Léopards dans les bonnes conditions. » se défend le joueur.

Le 9 février 2011, il effectue son grand retour lors d’un match contre le Gabon. Cependant, le 23 septembre 2011, il déclare qu’il stoppe définitivement sa carrière internationale à 24 ans à peine, s’expliquant sur son site officiel.

Il décide de revenir en équipe nationale.

En 2013, il prend part à la CAN. La République démocratique du Congo est sortie de la compétition à l’issue de la phase de groupes après avoir fait trois matchs nul contre le Ghana, le Niger puis le Mali. Il est capitaine de la sélection lors de la CAN 2015. La République démocratique du Congo termine à la troisième place de la compétition.

Il effectue son retour en sélection en novembre 2018.

En dehors des terrains

Sa famille est originaire de la région de Bandundu. Youssouf Mulumbu est un musulman pratiquant. Il inaugure en juin 2013 sa fondation, basée à Kinshasa, qui vise des projets humanitaires pour la jeunesse congolaise, notamment basés sur l’éducation et le social. La fondation bénéficie du soutien de plusieurs personnalités, comme les footballeurs André Ayew, Alexandre Song, El-Hadji Diouf et Nicolas Anelka.