大河内です.

ちょっと現実逃避に, mbstring.c のソースをざっと見てみました.

ramrun さんのおっしゃる通り, --enable-zend-multibyte が有効になってないと, mbstring.script_encoding は有効になりません.
従って, null となるようです.
この場合, mbstring.internal_encoding と ファイルエンコーディングは同様とみなされるようです.

エンコーディング変換が行われるのは, スクリプトを読み込む際なので,php.ini で mbstring.internal_encoding = EUC-JP だと, ファイルエンコーディングが UTF-8 なのにもかかわらず, EUC-JP だと仮定して読み込み, 内部(ini_set が実行されるタイミング)で UTF-8 に変換されます.
ここでエンコーディングのミスマッチが発生していたと思われます.

ramrun さんの環境なら, mbstring.encoding_translation = off の対応で良さそうですが, やはりモバイル版の方で何らかの対応は必要になると思います.
(http_input が SJIS-win に強制されるため)

また, PHPが想定しないような設定だと思われますので, あまり気持ちの良いものではないかもしれませんね.

モバイル版でしたら, Firefox に User Agent Switcher を入れて User-Agentを偽装して確認もできるので, 買い換えにご無理なさらなくても大丈夫かと
^^;

php.ini の設定が EUC-JP で, ini_set で動的に UTF-8 に設定されているのが問題だと思いますので, ini_set で動的に設定せずに, php.ini または, .htaccess で設定してやれば問題ないと思います.

# これを PHP の開発チームに報告するべきか否か...
# 報告したとしても, バグとしてではなく, 「ちゃんと設定して」って言われそう...


ちなみに, --enable-mbstr-enc-trans は, PHP4.3.0 以降は常に On のようです.
ramrun さんの環境でしたら, --enable-zend-multibyte を有効にしなくても, 今のままの configure option で良さそうな感じですね.

ながらくお付き合いいただき、ありがとうございました。
おかげさまで謎が解けました。

とりあえず.htaccessでやっておこうと思います。

人様のサイトですが、UTF-8の記事を書かれたようなので、参考に貼らせていただきます。

つぶやき。もしくは独り言。
http://shizuki.kinezumi.net/NucleusCMS/item_475.html