34-letni Muller w młodzieżowych drużynach Bayernu występował już od 2004 roku. Pięć lat później przeniósł się do zespołu seniorów, w którym gra do dzisiaj. Jego kontrakt po raz kolejny został przedłużony, a zawodnik dalej będzie pisał swoją historię na Allianz Arena.
We wszystkich rozgrywkach zagrał dla Bayernu 684 mecze, w których strzelił 237 bramek i miał 261 asyst. Jest dwukrotnym zwycięzcą Ligi Mistrzów, 12 razy wygrywał mistrzostwo Niemiec, a sześć razy krajowy puchar.
Z sezonu na sezon jego rola w zespole jest coraz mniejsza. W obecnych rozgrywkach Bundesligi tylko pięciokrotnie wychodził w pierwszym składzie Bayernu, a łącznie we wszystkich rozgrywkach uzbierał 18 występów, w których zdobył dwie bramki.
Muller jest także wybitnym reprezentantem Niemiec. Dla kraju zagrał 126 meczów, w których zdobył 45 bramek. Jest mistrzem świata z 2014 roku.