只缺席过一场比赛，即2009年11月3日在欧冠比赛对阵波尔多时遭到禁赛，因为他在双方首回合的较量中被红牌罚下。2010年2月，穆勒与拜仁慕尼黑签订了一份新的合同，有效期直至2013年。他在该赛季的后半程继续作为一线队的主力球员首发出场，由于边锋弗兰克·里贝里及阿尔扬·罗本通常分居居左右两侧，穆勒在阵中主要扮演中路攻击手的角色。2010年4月，他在2比1战胜争冠对手沙尔克04的比赛中射入第2球；在该赛季倒数第二轮比赛中，他又完成了职业生涯的首个帽子戏法，帮助球队以3比1战胜波鸿，确保了拜仁夺得德国足球冠军