虑过后拒绝了曼联买断的提案并与拜仁签订了一份期至2019年的新合同。他参加了，这是拜仁在2014-15赛季的首场正式比赛，却以0比2不敌多特蒙德。他的赛季首球是在2014年8月17日对阵普鲁士明斯特的德国杯比赛中射入。随后，在2014年8月22日对阵沃尔夫斯堡的德甲揭幕战中，穆勒射入开局入球，帮助拜仁最终以2比1击败对手。2015年3月11日，穆勒又在7比0战胜顿涅茨克矿工的比赛中梅开二度，并追平由马里奥·戈麦斯保持的记录，成为欧洲冠军联赛（改制后）历史上取得最多入球的德国人。而在2015年4月21日以6比