2018年7月1日尼科·科瓦奇正式出任拜仁慕尼黑主教练，合约为期三年。执教拜仁慕尼黑的首个赛季，科瓦奇率队夺得德甲联赛和德国杯双冠王，他本人也成为球员时代和教练时代都在德国夺得双冠王的第一人。此外，他还率队夺得2018年、2019年两届德国超级杯。然而，2019-2020赛季，拜仁慕尼黑开局不利，前十场德甲联赛仅取得5胜3平2负，在积分榜上排名第四，落后榜首门兴格拉德巴赫4分；球队在联赛失16球，是失球第七多的球队。11月2日，联赛第10轮拜仁慕尼黑客场1比5惨败于法兰克福后，科瓦奇辞职，並與其担任助教的弟弟罗伯特·科瓦奇一同離開球會。