2017年8月31日，巴黎圣日耳曼宣布姆巴佩将以先租借后买断的形式从摩纳哥俱乐部加盟。当时除了巴黎圣日耳曼之外，皇家马德里是最有希望签约姆巴佩的俱乐部。但是当时皇马主帅齐达内并没有向这名年轻人保证他在皇家马德里的首发位置。因为此时的皇马刚刚夺得他们历史上的第十二个欧冠冠军，本泽马、贝尔和C罗组成的“BBC组合”正横扫整个欧罗巴。巴黎圣日耳曼必须拿出皇家马德里两倍的努力，才有可能签下这位天才少年，因为姆巴佩想加盟一个更有声望的俱乐部。他们确实也这么做了。巴黎主教练乌埃默里和团队一起亲自去了姆巴佩的家中，向他们详细介绍了俱乐部的未来规划，以及姆巴佩的不可或缺。巴黎圣日耳曼的诚意最终打动了姆巴佩一家。姆巴佩以1.45亿欧元加上3500万欧元浮动条款加盟了大巴黎，这使他成为有史以来身价最高的青年球员，这也是法甲有史以来最昂贵的转会，同时也是世界足球史上第二贵的转会，仅落后于巴黎队友内马尔。抵达法国首都后，姆巴佩选择了29号球衣。
9月8日，大巴黎法甲5-1战胜梅斯，姆巴佩在他的俱乐部首秀中取得进球。四天后，姆巴佩在欧冠小组赛5-0客场击败凯尔特人队的比赛中为巴黎打进了他的第一个欧洲进球。12月6日，姆巴佩在欧冠1-3负于拜仁慕尼黑的比赛中打进了他的第10个欧冠进球，并以18岁零11个月的年龄成为欧冠历史上打入10粒进球最年轻的球员。2018年5月8日，姆巴佩在巴黎圣日耳曼赢得了他的第一个联赛冠军，同时获得了当赛季的法国杯冠军。2017–18赛季，姆巴佩共出场44次，打进21球。
2018年7月，姆巴佩获得了大巴黎新赛季的7号球衣。姆巴佩说，“我一直努力在球场上取得进步，我认为，对我来说，现在是改变号码的正确时机。这是一种肯定。7号球衣是一个传奇，很多伟大的球员都穿过它。我希望我能在球场上以优异的表现展现这个号码的价值。”在2018–19赛季的首次亮相中，姆巴佩在最后10分钟内梅开二度，帮助巴黎圣日耳曼在联赛中以3-1战胜甘冈。 在主场3-1战胜昂热的比赛中，姆巴佩、卡瓦尼和内马尔的前场三人组均斩获进球。9月1日，在客场4-2战胜尼姆的比赛中姆巴佩进球并助攻，但在伤停补时阶段姆巴佩报复性的推倒了萨瓦尼尔，职业生涯中第一次被红牌罚下。对于自己被罚下场，姆巴佩赛后告诉记者，“如果再给我一次机会，我也会做同样的事情。我会向球迷和所有人道歉，但我不能容忍这种事情。” 10月8日，19岁零9个月的姆巴佩在主场5-0战胜里昂的比赛中在13分钟内打进4球，成为法甲历史上完成大四喜最年轻的球员。12月3日，姆巴佩成为首届科帕奖得主，该奖项由法国足协授予世界上21岁以下的最佳球员。
2019年2月12日欧冠八分之一决赛，在老特拉福德球场以2-0战胜曼联的比赛中，姆巴佩攻入一球。 3月2日，他在客场2-1战胜卡昂的比赛中梅开二度实现他在俱乐部的第50个进球。3月6日，巴黎圣日耳曼在主场以3-1负于曼联，因客场进球规则被淘汰出欧冠。4月21日，在3-1战胜老东家摩纳哥的比赛中姆巴佩上演帽子戏法。巴黎圣日耳曼以法甲冠军的身份结束了本赛季，姆巴佩个人获得了年度最佳球员奖，同时还以33个进球成为了联赛最佳射手。
8月3日，姆巴佩在法国超级杯2-1战胜雷恩的比赛中进球，夺得了他在2019-20赛季的第一个冠军头衔。8月11日，在巴黎圣日耳曼本赛季的法甲首场比赛中姆巴佩再次得分，帮助球队主场以3-0战胜尼姆。10月22日，在欧冠联赛以5-0客场战胜比利时布鲁日队的比赛中，姆巴佩替补出场并上演了帽子戏法，20岁零306天的姆巴佩成为欧冠有史以来打进15球的最年轻球员。
2020年5月1日，因为新冠疫情的影响，法甲提前结束，大巴黎领先马赛12分获得冠军。姆巴佩以18个进球成为法甲联赛的最佳射手。然而，姆巴佩凭借出色的场均进球率获得了最佳射手的称号。之后巴黎圣日耳曼又拿下法国杯和联赛杯的冠军，完成了国内三冠王伟业。在8月12日对阵亚特兰大的欧冠四分之一决赛中姆巴佩替补出场，并在伤停补时阶段助攻队友攻入制胜球。8月23日，2020年欧冠决赛中巴黎圣日耳曼最终以0-1不敌拜仁慕尼黑，痛失冠军。
姆巴佩因为在为法国国家队效力时感染了新冠，因此错过了2020-21赛季的前三场比赛。2020年10月28日，姆巴佩在欧冠小组赛2-0战胜伊斯坦布尔巴沙克谢希尔的比赛中助攻2球。12月5日，在法甲对阵蒙彼利埃的比赛中，姆巴佩打进了他在巴黎圣日耳曼的第100个进球，成为俱乐部第五位实现这一壮举的球员。在最后一场欧冠小组赛中，姆巴佩梅开二度，成为当时冠军联赛历史上打入20球最年轻的球员。
2021年2月16日，姆巴佩成为第三位在欧冠对阵巴塞罗那的比赛中上演帽子戏法的球员，当时巴黎圣日耳曼在诺坎普以4-1获胜。姆巴佩的帽子戏法也让他超越了保莱塔的109球，成为巴黎圣日耳曼历史射手榜名列第三的球员。2月27日，姆巴佩在客场4-0战胜第戎的比赛中梅开二度，成为第一个在法甲单赛季上演五次梅开二度的球员。在3月10日对阵巴塞罗那的欧冠1/8决赛第二回合比赛中，姆巴佩的点球帮助巴黎圣日耳曼以总比分5-2战胜对手晋级四分之一决赛。姆巴佩的进球是他的第25个欧冠进球，就此超越梅西成为达到这一里程碑的最年轻球员，年仅22岁零80天。加上首回合的帽子戏法，姆巴佩还成为首位在欧冠单赛季对阵巴萨的比赛中攻入四球的球员。
5月17日，姆巴佩在联赛4-0战胜兰斯的比赛中打进了他本赛季的第40个进球，这是他迄今为止进球最多的的一个赛季。三天后，姆巴佩在法国杯决赛对阵老东家摩纳哥的比赛中打进一球并助攻一球，巴黎圣日耳曼以2-0获胜夺得了本赛季的第一个奖杯。他以27个进球结束了法甲联赛，连续第三个赛季成为联赛最佳射手。
2021年8月14日，在巴黎圣日耳曼队2021-22赛季首场主场对阵斯特拉斯堡的比赛之前，姆巴佩在主场王子公园球场听到了球迷的嘘声，因为传闻他想加盟西甲皇家马德里而不愿和球队续约。12月7日，姆巴佩在欧冠主场4-1战胜布鲁日的比赛中攻入两球。这两个进球是他在欧冠联赛中的第30粒和第31粒进球，使他成为欧冠历史上攻入30球最年轻的球员。12月12日，姆巴佩在法甲对阵摩纳哥的比赛中梅开二度，为巴黎圣日耳曼打入了第一百粒联赛进球。22岁零357天，他成为法甲联赛历史上为单支球队攻入100球最年轻的球员。赛季末，在被传了几乎一个赛季要加盟皇家马德里俱乐部之后，姆巴佩再次被大巴黎的诚意所打动选择留在球队。新合同延长至2025年，400万英镑的月薪使姆巴佩成为世界上收入最高的球员，而签字费更是高达1亿英镑。
2022年8月13日，在主场5-2战胜蒙彼利埃的比赛中，姆巴佩打进了2022-23赛季代表巴黎圣日耳曼的第一个进球。八天后，在客场7-1战胜里尔的比赛中姆巴佩上演了本赛季的第一个帽子戏法。他在比赛开始后仅8秒打入的一球，成为法甲历史上第二快的进球，比1992年米歇尔里奥在甘冈对阵卡昂时的进球仅慢了十分之一秒。9月6日，姆巴佩在巴黎圣日耳曼对阵尤文图斯的欧冠首场比赛中梅开二度，帮助球队在主场以2-1获胜。
截至目前，姆巴佩在为巴黎圣日耳曼效力的六个赛季中共出场237次，打入190球。（Guilty）
