Allerede som guttunge ble Mads interessert i motorsport og som 13-åring startet han sin karriere som kartleser for sin far, Morten Østberg. 16 år gammel kjørte han sitt første rally og i 2006 debuterte han med en Subaru Impreza i Rally Sweden – sitt første VM løp.

I 2007 ble han den yngste noensinne til å vinne en fartsetappe i VM, da han vant SS15 i Rally Sweden. I 2011 ble hans beste resultat en 2 plass i både Sverige og i Wales. I 2012 endte Mads på en fjerde plass totalt i VM, og kjørte også inn til sin første VM seier da han vant Rally Portugal.

I 2013 kjørte han full VM-sesong for Qatar M-Sport World Rally Team og endte på en sjette plass sammenlagt. 

I 2014 ble det igjen kjørt full VM-sesong for Citroën, det ble flere pallplasser i løpet av sesongen. 3 plass i Sverige, 2 plass i Sardinia, 3 plass i Portugal og 3 plass i Wales. 

I 2015 var det full VM sesong, fortsatt med Citroën og Jonas Andersson i kartleserstolen, og duoen fikk flere pallplasser gjennom sesongen.
Med en 2. plass i Mexico, 2. i Argentina, 3. i Finland og 2. plass sammenlagt i fabrikkmesterskapet. Mads og Jonas endte totalt på 4. plass i WRC.