Dumoulin reçoit une formation en dessin technique.
En 1772, il se rend en Angleterre et l’année suivante s’embarque pour l’Amérique. Il aboutit dans l’Ile de la Grenade où il dessine des vues et des plans pour le Gouverneur anglais. De 1776 à 1782, il assiste aux guerres d’Indépendance américaines.
De retour en Europe, il peint essentiellement des marines et des scènes de bataille. Il est à Paris de 1795 à 1797, où il y expose au Salon en 1796. A Vevey, il donne des leçons de dessin et de peinture. Des oeuvres de Dumoulin sont conservées au Musée de Vevey (Série de hussards et de dragons, de l’armée de Napoléon, marines…).
Il est resté également célèbre pour un ensemble de gravures illustrant Robinson Crusoé.