Diouf spilte 2,5 sesonger i Bundesligaen med Hannover. Han scoret sitt første mål for klubben i en 4-2 seier hjemme mot Stuttgart. 23. februar scoret han det eneste målet i en viktig ettmålsseier over Club Brygge, som sikret avansemang i Europaligaen. Da han den 18. mars 2012 scoret mot FC Köln, hadde han scoret seks mål på seks kamper. Alt i alt scoret han ti mål på femten kamper i den første halve sesongen i klubben.