Dia dimasukkan ke bangku cadangan untuk pertama kalinya pada 16 Oktober, menjelang pertandingan Liga Premier melawan Newcastle United.
Mainoo melakukan debut kompetitifnya pada 10 Januari 2023, dimulai dengan kemenangan 3-0 di Piala EFL atas Charlton Athletic, dan melakukan debut liga pada 19 Februari dengan masuk sebagai pemain pengganti dalam kemenangan 3-0 melawan Leicester City.
Mainoo melakukan perjalanan bersama skuad Manchester United dalam tur pramusim 2023-24 di Amerika Serikat.
Namun, ia mengalami cedera yang membuatnya absen pada awal musim mendatang.
Kembali dari cedera, Mainoo melakukan start kompetitif pertamanya untuk Manchester United pada 26 November 2023, dalam kemenangan tandang 3-0 di Liga Premier di Everton.
Mainoo sendiri telah mewakili Inggris di level U-17, U-18, dan U-19.