Müller fue seleccionado para la preselección del premio FIFA Balón de Oro. Müller inició la temporada 2012-13 anotando el segundo gol de su equipo en la victoria 2-1 por la Supercopa Alemana el 12 de agosto de 2012, eventualmente dándole el título al Bayern de Múnich. El 19 de mayo de 2012, anotó un gol en la final de la Liga de Campeones de la UEFA 2011-12, ante el Chelsea FC, borussia dortmund tienda pero su equipo acabaría perdiendo en la tanda de penaltis.