Moussa Dembélé del Lione ha giocato nella maggior parte delle partite della sua squadra in Ligue 1 nel 2022/2023, avendo collezionato 23 presenze, per un totale di 865 minuti. É stato scelto nell'11 iniziale in 8 presenze su 38 giornate ed è stato utilizzato soprattutto come subentrato, in 15 occasioni.
La sua ultima presenza in Ligue 1 risale al 14 maggio, gara in cui ha giocato 13 minuti con la maglia del Lione contro il Clermont, nella sconfitta per 2-1. In totale l'attaccante ha realizzato 3 reti in questa stagione.
É stato contro l'Auxerre il 17 febbraio che Dembélé ha segnato il suo ultimo gol, nella sconfitta per 2-1. Ha aperto le sue marcature in questo campionato contro il Reims il 28 agosto, avendo realizzato una rete nel pareggio 1-1.
Nell'ultima stagione con il Lione in Ligue 1 Dembélé ha collezionato 30 presenze, gare in cui ha segnato 21 gol e fornito 4 assist.
Dembélé è tornato a giocare con il Lione nel luglio 2021 dopo un'esperienza in prestito con l'Atletico Madrid, con cui ha collezionato 5 presenze in campionato.
Il 15 settembre 2018 Dembélé ha debuttato in Ligue 1, all'età di 22 anni e 65 giorni contro il Caen. Finora in Ligue 1, ha giocato 129 partite, con 56 gol e 10 assist.