Thomas Müller kämpfte im Schwergewicht und in der offenen Klasse. Er startete für den ASK Vorwärts Frankfurt und belegte von 1988 bis 1990 dreimal den zweiten Platz bei den DDR-Meisterschaften im Schwergewicht, davon zweimal hinter Henry Stöhr und einmal hinter Maik Griese. Seine internationale Karriere hatte bereits 1986 mit dem dritten Platz bei den Juniorenweltmeisterschaften begonnen. 1989 gewann er die Weltcupturniere in Sofia und Prag. Bei den Europameisterschaften 1989 in Helsinki bezwang er im Halbfinale Grigori Weritschew aus der Sowjetunion. Im Finale unterlag er dem Polen Rafał Kubacki. Bei den Weltmeisterschaften 1989 in Belgrad trat er in der offenen Klasse an. Nachdem er im Viertelfinale gegen den Südkoreaner Kim Geon-su und in der Hoffnungsrunde gegen den Bundesdeutschen Alexander von der Groeben verloren hatte, belegte Müller den siebten Platz.