Il 19 maggio 2021, contrariamente a quanto annunciato due anni prima, il commissario tecnico convoca il calciatore per il Campionato europeo. Torna a giocare con la "mannschaft" il 2 giugno 2021 in amichevole contro la . Tuttavia durante l'europeo Müller non riesce a incindere, segnalandosi in negativo agli ottavi di finale contro l', sbagliando un gol a tu per tu col portiere avversario Jordan Pickford nel finale di gara sul risultato di 1-0 per gli inglesi (che nel finale hanno raddoppiato).