Den 25-åriga algeriska, som hjälpte Leicester till Premier League titeln, är också PFA Player of the Year och BBC African Footballer of the Year.
Borussia Dortmunds Gabonese framåt Pierre-Emerick Aubameyang var tvåa och Senegal och Liverpools anfallare Sadio Mane kom trea.
"Det är aldrig lätt att vinna ett sådant stort pris", sa Mahrez.
"Jag är mycket glad att vinna eftersom det uppenbarligen var mot två stora spelare.
"Det som hände förra säsongen var fantastiskt, vi visste att det inte skulle hända igen - och det kommer inte att hända igen jag tror, för ett litet lag som Leicester, "tillade den första algeriska och nordafrikanska att vinna den prestigefyllda individuella äran sedan starten av Caf 1992.
Arsenal och Nigeria framåt Alex Iwobi, 20, vann den unga spelaren pris.
Landsman och Manchester City strejker Kelechi Iheanacho, 20, vann den mest lovande talang utmärkelsen.
Sydafrikas Mamelodi Sundowns målvakt Denis Onyango, 31, utsågs till årets Afrika-baserade spelare och Nigeria framåt Asisat Oshoala, 22, utsågs till årets kvinnliga spelare.
Det var Oshoalas andra titel efter att ha vunnit 2014 i Lagos. Och det var dubbel glädje för henne som Super Falcons utsågs Women's National Team of the Year efter deras rekordutvidgande åttonde titeln på Women's Africa Cup of Nations i Kamerun i december 2016.
Ytterligare två utmärkelser kom vägen för Sundowns, som utsågs till årets klubb med Pitso Mosimane vinnande tränare för året.
Ugandas kval för Afrika Cup of Nations efter en 39-årig väntan erkändes med den nationella Team of the year Award.
Gambian officiella Bakary Papa Gassama utsågs domare för tredje gången i rad.
Manuel Lopes Nascimento, president i Guinea Bissaus fotbollsförbund, utsågs till årets fotbollsledare - hans land kvalificerade för sitt första stora kontinentala mästerskap genom att nå Nations Cup i Gabon.
Den ivorianske strejkaren Laurent Pokou, som dog i november, erkändes postumt med utmärkelsen African Legend, tillsammans med Kamerunian Emilienne Mbango, en av pionjärerna för kvinnofotboll på kontinenten.
Platiniumpriset gick till Nigerias president Muhammedu Buhari.
Leicester framåt Riyad Mahrez har vunnit Confederation of African Footballs spelare för året utmärkelse.