مظلومی در المپیک مونترال کانادا به‌همراه تیم ملی فوتبال ایران حضور داشت و تنها گل ایران در مقابل تیم ملی فوتبال کوبا را به ثمر رساند. او در تیم ملی با زدن 37 گل در 48 بازی برای سال‌های متمادی عنوان بهترین گلزن رده ملی را در اختیار داشت.
وی در سال 1347 و زمانی که در حال گذراندن دوران تحصیلی بود به تیم استقلال (تاج سابق) پیوست و مجموعاً 9 سال برای این تیم بازی کرد و در سال 1971 در حالی که آبی‌پوشان اولین قهرمانی در جام باشگاه‌های آسیا را کسب کردند او با زدن 5 گل بهترین گلزن مسابقات شد.
مظلومی در این مدت در این تیم و شهباز با به ثمر رساندن 65 گل در جام تخت‌جمشید و جام باشگاه‌های ایران و سه دوره کسب عنوان گلزن برتر لیگ تخت‌جمشید (دوره اول 15 گل دوره دوم 10 گل و دوره چهارم 19 گل) دارای یک رکورد است.
همچنین در سه دوره شرکت این تیم در جام میلز با زدن 26 گل آقای گل مسابقات میلز بود. در سال 1356 پس از جدایی از شهباز به الوصل امارات پیوست و با درخشش او الوصل قهرمان جام حذفی امارات شد و مظلومی با زدن 9 گل بهترین گلزن مسابقات شد.
در سن 29سالگی در بازی با ذوب‌آهن مینیسک پای او دچار آسیب شدید شد و با اینکه آن زمان جراحی مینیسک به‌سادگی مقدور نبود ولی او بازگشت موفقیت آمیزی به فوتبال داشت و مجدداً برای تیم ملی انتخاب شد اما پس از چند ماه در بازی با تیم سابق خود نفت آبادان دچار آسیب دیدگی مجدد شد و در سن 30سالگی در حالی که در اوج دوران بازیگری بود مجبور به خداحافظی از فوتبال شد.
غلامحسین مظلومی پس از کسب افتخارات زیاد در دوران بازیگری در تیم ملی و رده باشگاهی به جرگه مربیان پیوست. او دارای مدرک مربیگری A B ،C آسیایی و دارای مدرک B اروپا (اتحادیه فوتبال انگلیس) بود و کارنامه مربیگری‌اش به‌شرح زیر است:
سرمربی تیم فوتبال بزرگسالان استقلال در سال 1367
سرمربی تیم فوتبال امید ایران سال 1368
سرمربی تیم فوتبال استقلال اهواز لیگ آزادگان سال‌های 1371 و 1373
سرمربی تیم فوتبال شهرداری کرمان، مقاومت تهران، کشتی‌سازی بندرعباس، پتروشیمی ماهشهر و موتوژن تبریز، استقلال نوین تهران و پیام تهران در لیگ دسته یک
مدیر فنی تیم‌های ملی نوجوانان و جوانان ایران
سرمربی تیم ملی نوجوانان ایران
مدیرفنی تیم‌های پایه استقلال و پاس
سرپرست تیم فوتبال بزرگسالان استقلال در سال 1388
عضو کمیته فنی باشگاه استقلال در سال 1389
سرپرست تیم فوتبال بزرگسالان شاهین بوشهر در لیگ برتر(جام خلیج فارس)
در سالی که مرحوم ناصر حجازی سرمربی تیم محمدان بنگلادش بود به مظلومی پیشنهاد مربیگری ابوهانی بنگلادش شد ولی این پیشنهاد را رد کرد.
افتخارات
قهرمانی 3 دوره جام میلز هندوستان با تیم استقلال
آقای گلی جام میلز هندوستان با 26 گل
بهترین گلزن 3 دوره از جام تخت‌جمشید
بهترین گلزن باشگاه‌های آسیا با 9 گل زده
بهترین بازیکن آسیا در سال 1974 در مسابقات المپیک آسیایی تهران
آقای گلی در المپیک آسیایی تهران با 5 گل
2 دوره قهرمانی و کسب مدال‌های طلا در جام ملتهای آسیا همراه با تیم ملی ایران
قهرمانی و کسب مدال طلا با تیم ملی در المپیک آسیایی تهران
یک دوره قهرمان جام قهرمانان باشگاه‌های آسیا با تیم استقلال (تاج سابق)
زننده تنها گل تیم ملی ایران به تیم ملی کوبا در المپیک مونترال کانادا 1976
حضور در 2 دوره مقدماتی جام جهانی 1974 آلمان غربی و 1978 آرژانتین
بالاترین میانگین گل ملی ایران با به ثمر رساندن 0/77 گل در هر بازی
بهترین گلزن تاریخ لیگ تخت‌جمشید با 65 گل
2 دوره آقای گلی مسابقات جوانان آسیا
بهترین گلزن باشگاه استقلال در دربی تهران با 5 گل (همراه با علی جباری)
آقای گل جام ملتهای آسیا 1976.
