בעונת 2011/2012 הגיע מילר עם באיירן מינכן לגמר ליגת האלופות בו הפסידה קבוצתו לצ'לסי לאחר דו-קרב בעיטות עונשין. בעונה שלאחר מכן הגיע עם קבוצתו פעם נוספת לגמר ליגת האלופות בו ניצחה קבוצתו את בורוסיה דורטמונד בתוצאה 1–2. באותה העונה זכה מילר עם קבוצתו גם באליפות הבונדסליגה ובגביע הגרמני ובכך השלים טרבל - זכייה בכל שלושת התארים: בונדסליגה, גביע וליגת האלופות.