وی از بچگی علاقه زیادی به فوتبال داشت و در دوران نوجوانی از زمین‌های خاکی جذب باشگاه بانک ملی شد و با پشتکار به باشگاه پرسپولیس پیوست.
وضعیت مهدی در پرسپولیس، اوایل چندان جالب نبود اما با آمدن استانکو وضعیت به کلی تغییر کرد تا او ضمن تثبیت موقعیت خود در باشگاه محبوبش به تیم ملی امید ایران راه پیدا کند.
افتخارات و موفقیت‌های مهم ورزشی وی از سال 75 شروع شد، پس از محرومیت نعیم سعداوی وی در پیستون راست تیم ملی بازی کرد. مهدی با زدن 2 گل به چین شایستگی‌های خود را اثبات کرد.
وی در باشگاه‌های بانک ملی، پرسپولیس تهران، بوخوم، هامبورگ و اینتراخت فرانکفورت آلمان سابقه بازی دارد.
مهدوی‌کیا در سال ۲۰۰۳ از طرف کنفدراسیون فوتبال آسیا به عنوان بازیکن برتر فوتبال آسیا شناخته شد. هواداران هامبورگ به او لقب موشک ایرانی داده بودند.
وی از باتجربه‌های فوتبال و تیم ملی فوتبال ایران است و در سال 1387 از سوی علی دایی؛ سرمربی وقت تیم ملی بازوبند کاپیتانی تیم ملی را به بازو بست. او با حضور در دو جام جهانی ۹۸ و ۲۰۰۶ خود را در سطح بین‌المللی مطرح کرد.
مهدوی‌کیا در سال ۱۹۹۸ به باشگاه بوخوم پیوست و در سال ۱۹۹۹ به هامبورگ رفت و تا سال ۲۰۰۷ در این تیم عضویت داشت که با تمام شدن قرارداد خود به تیم اینتراخت فرانکفورت پیوست. وی در مجموع ۲۲۳ بازی در بوندس‌لیگا، ۲۹ گل به ثمر رساند.
وی پس از یک غیبت ۹ ماهه در سال 1387 براى بازى با کره شمالى از سوی علی دایی به تیم ملى دعوت شد. این اولین مرتبه‌ای بود که مهدوى‌کیا براى تیمى که هدایت آن بر عهده على دایى است به میدان مى‌رفت.
وی تا سال ۲۰۱۰ با فرانکفورت قرار داشت. وی در سال 1388 بعد از 11 سال حضور در بوندس لیگا به ایران برگشت و به تیم استیل آذین پیوست.
مهدوی‌کیا در یازدهمین دوره لیگ برتر با مسئولین باشگاه داماش گیلان برای همراهی این تیم به توافق رسید و پیراهن این تیم را بر تن کرد.
وی پایان نیم فصل اول همان سال از این تیم جدا شد و بعد از 13 سال مجددا به تیم پرسپولیس پیوست و پس از عقد قرارداد با این تیم اعلام کرد پرسپولیس آخرین باشگاه دوران بازیگری وی است.
مهدی مهدوی‌کیا 15 اردیبهشت سال 1392 پس از شکست تیم پرسپولیس در فینال جام حذفی مقابال سپاهان، چهار گوشه زمین را بوسید و برای همیشه از دنیای بازیگری در زمین فوتبال خداحافظی کرد.
این بازیکن بااخلاق کشورمان در سال 1392 در مراسم تجلیل از برترین‌های لیگ دوازدهم عنوان بازیکن اخلاق لیگ را به خود اختصاص داد.
