Kulüp kariyeri
Diouf kariyerine 2007 yılında Norveç ligi ekiplerinden Molde FK'de başladı. İlk sezonunda lig şampiyonluğu yaşadı. Burada 2 sezon geçirdi 62 maçta 29 gol attı ve İngiliz ekibi Manchester United'a transfer oldu. United formasıyla 5 Premier League maçında görev aldı ve bir gol kaydetti. 2010 yılında Blackburn Rovers'a kiralandı 26 maçta 3 gol attı ve Hannover 96'ya transfer oldu. Burada 2 sezon oynadıktan sonra 2014 yılında Stoke City takımına transfer oldu. Stoke City'de geçen 6 yılın ardından 2020'de, Süper Lig'e yeni çıkan Hatayspor'a transfer oldu.
2021-22 sezonu sonunda Hatayspor ile sözleşmesi biten Diouf, takımdan ayrıldı. Hatayspor forması ile oynadığı iki sezonda 75 maçta 31 gol attı. 31 Ağustos 2022 tarihinde Süper Lig ekiplerinden Konyaspor ile iki yıllık sözleşme imzaladı.