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。在提前夺冠的一周后，穆勒仍然在客场以3比1战胜柏林赫塔的最后一轮联赛中首发出场。在该赛季的全部34场联赛中，穆勒共出场29次，射入13球并有11次助攻。随后，穆勒随拜仁重返柏林，参加对阵云达不来梅的德国杯决赛。他在比赛中首发出场，拜仁最终以4比0战