哈萨克斯坦的比赛中射入，另外1球则是在同年10月以3比1战胜土耳其的比赛中射入。穆勒同样入选了勒夫的最终23人名单参加2012年欧洲足球锦标赛决赛圈。他以首发身份参加了全部分组赛比赛，并在其后的两场淘汰赛中替补登场。最终德国队在半决赛中以1比2不敌意大利，无缘决赛。穆勒在这项赛事中没有取得入球。
2014年世界杯.2013年3月22日，穆勒取得了他在世界杯外围赛上的首个入球，在客场以3比0战胜哈萨克斯坦的比赛中射入了己方的第1球和最后1球。而在以3比0的相同比分先后战胜奥地利和