En 2019, il remporte le test event sur la piste olympique de Tokyo[4]. Annoncé dans les favoris aux Jeux olympiques Tokyo, décalés en août 2021, il domine sa demi-finale, mais se classe seulement sixième de la finale
En 2022, Mahieu remporte pour la première fois une victoire en Coupe du monde. 2023 est une année exceptionnelle pour lui : il gagne cinq des neuf manches de la Coupe du monde et remporte logiquement le classement général devant Joris Daudet[5]. Il devient champion du monde de BMX, devant deux autres français Arthur Pilard et Daudet, signant un triplé historique.
En 2024, il gagne une nouvelle manche de Coupe du monde, puis remporte la médaille de bronze lors de la course olympique devant son public à Paris, derrière ses compatriotes Joris Daudet et Sylvain André.
Vie privée
Il est sergent au sein de l'armée française.
Depuis mars 2020, il est en couple avec l'Australienne Saya Sakakibara[6], championne olympique de BMX à Paris en 2024.