2004 yılında ise İstanbul Büyükşehir Belediyespor'un altyapısına transfer oldu. İki yıl boyunca burada forma giydikten sonra, 30 Ağustos 2006'da Kartalspor ile oynanan Türkiye Kupası maçında İstanbul BB formasıyla ilk resmi maçına çıktı.
Mahmut Tekdemir, Türkiye Milli Futbol Takımı formasını da 9 kez giyerek ülkesini uluslararası arenada temsil etti. Bu süreçte gösterdiği performans ve disiplinli oyunculuk tarzıyla Türk futbolseverlerin takdirini kazandı.
Kariyerinde önemli adımlar atan ve milli takımı temsil etme gururunu yaşayan Mahmut Tekdemir, futbol hayatına Diyarbakır'da başlamış olmasının verdiği güçle başarılarını sürdürmeye devam ediyor.