Der 33-fache Internationale der Elfenbeinküste begann seine Karriere in seiner Heimat beim FC Athletic Adamé, ehe er nach Leihtransfers zu ASEC Mimosa und AS Denguélé im Jahr 2006 für zwei Jahre nach Japan wechselte. Danach wurde Doumbia in der Schweiz mit dem BSC Young Boys zweimal Torschützenkönig. Doumbia schoss in der höchsten Spielklasse der Schweiz bislang insgesamt 50 Tore.
Im Jahr 2010 zog es den 1,78m grossen Offensivspieler weiter nach Russland zu ZSKA Moskau, für den er fünf Jahre lang im Kader stand. Dabei gewann er mit dem ZSKA Moskau drei Mal die russische Meisterschaft und zwei Mal den Pokal. Er wurde zwei Mal Torschützenkönig der russischen Liga. Im Jahre 2015 unterzeichnete Doumbia bei der AS Roma einen Vertrag über vier Jahre, wobei er im August 2015 an ZSKA Moskau und im Februar 2016 zu Newcastle United ausgeliehen war.
Der ehemalige YB-Star erhält in Basel die Nummer 88. Der Transfer hat sich seit einiger Zeit angekündigt.