Cresciuto nelle giovanili dell'Anderlecht, Mbemba fa debutta tra i grandi con il club belga. Disputerà due stagioni in Belgio, dal 2013 al 2015, in cui totalizzerà 77 presenze e 9 gol in tutte le competizioni, in cui conquisterà un campionato belga e due Supercoppe del Belgio. Terminata l'esperienza con l'Anderlecht, nell'estate del 2015 si trasferisce al Newcastle. Tre stagioni in Inghilterra - due in Premier e una in Championship - per il classe 1994. Termina l'avventura inglese con 59 partite disputate e una rete segnata, prima di passare nell'estate del 2018 al Porto, club in cui milita tutt'ora. Giunto al suo terzo anno in Portogallo, con i 'dragoes' ha avuto modo di vincere un campionato, una Coppa del Portogallo e una Supercoppa portoghese. E' nel giro della Nazionale maggiore congolese dal 2012. Con la selezione africana ha anche raggiunto il terzo posto nella Coppa d'Africa disputatasi nel 2015.