Den 9. januar 2010 fikk Mame Biram Diouf sin debut mot Birmingham City, kampresultatet ble forøvrig 1-1. Uken etter den 16. januar scoret han sitt første og eneste mål for United i 3-0 seieren mot Burnley, etter å ha kommet inn som innbytter for Wayne Rooney i det 74. minutt. Han spilte også siste del av semifinale oppgjøret i FA-cupen mot Manchester City der Manchester United tapte 2-1. I begynnelsen av august 2010 ble det klart at Diouf gikk til Blackburn Rovers på lån ut sesongen. I sin første gjeldende kamp for Blackburn scoret han et hat-trick mot Norwich City i ligacupen. Alt i alt spilte han 29 kamper for Blackburn og scoret seks mål. tre av disse i Premier league. Etter låneoppholdet spilte han halve 2011-2012 sesongen i Manchester united, men fikk kun tre kamper for klubben. Alle i ligacupen. 28. januar 2012 gikk han til Hannover for 1,8 millioner euro.