Anfallaren har skrivit på ett korttidskontrakt, som gäller säsongen ut.
"Det är svårt att förklara med ord men det känns otroligt bra att vara tillbaka", säger han till klubbens hemsida.
Papa Diouf har varit klubblös sedan han bröt kontraktet med den cypriotiska Ermis Aradippou i våras. Han spelade sex och ett halvt år för Kalmar FF innan han under 2019 skrev på för Istanbulspor.
"Jag har alltid sagt att Kalmar FF är mitt hem. Den kärleken jag har fått från den här staden och föreningen sedan dag ett betyder så mycket för mig. Nu har jag fått möjligheten att komma tillbaka igen vilket känns helt fantastiskt. Inte bara för mig utan även för min familj. De har bott här i Kalmar under hela min sejour utomlands", säger han.