Mit Beginn des Ersten Weltkriegs kam er als Kommandeur des Reserve-Infanterie-Regiments Nr. 104 an die Westfront. Seit dem 18. April 1915 Oberst, kämpfte er mit seinem Regiment in der Schlacht bei Namur, der Schlacht an der Aisne, der Schlacht an der Marne und der Herbstschlacht in der Champagne. Für sein Verhalten erhielt Müller neben beiden Klassen des Eisernen Kreuzes das Ritterkreuz I. Klasse des Zivilverdienstordens mit Schwertern, das Offizierskreuz des Albrechts-Ordens mit Schwertern und die Hessische Tapferkeitsmedaille sowie am 29. Oktober 1915 das Kommandeurkreuz II. Klasse des Militär-St.-Heinrichs-Ordens Am 14. März 1916 wurde er Kommandeur der 5. Infanterie-Brigade Nr. 63, die sich vor allem im Stellungskampf befand. Er wurde am 18. Mai 1918 zum Generalmajor befördert und mit der Führung der 32. Division beauftragt.