בתום עונה אחת במנצ'סטר סיטי, חתם בואטנג בבאיירן מינכן לחמש שנים, כאשר מאמן הקבוצה היה יופ היינקס. באיירן מינכן שילמה עבורו למנצ'סטר סיטי 13.5 מיליון אירו. בואטנג טען כי רצה לשפר את סיכוייו לשחק באופן קבוע בנבחרת גרמניה וכי העדיף לשחק כבלם ולא כמגן ימני, ולכן העדיף לעבור לבאיירן מינכן. הופעת הבכורה הרשמית של בואטנג במדי באיירן מינכן הייתה בהפסד הליגה 1-0 לבורוסיה מנשנגלדבך, כאשר השער הובקע על ידי איגור דה קמרגו לאחר אי הבנה בין בואטנג לשחקן הרכש הנוסף של המועדון באותו קיץ, מנואל נוייר. בואטנג הציג עונת בכורה טובה מאוד, ושיתף פעולה בהגנה עם פיליפ לאם, הולגר באדשטובר, דניאל ואן בויטן ודויד אלאבה. באיירן מינכן לא זכתה באף תואר באותה עונה וסיימה כסגנית בשלושה מפעלים. באיירן מינכן ובואטנג הפסידו את האליפות לבורוסיה דורטמונד, וגם את הגביע הגרמני איבדו לדורטמונד לאחר תבוסה 5-2 בגמר, במשחק בו בואטנג שיחק 90 דקות. גם את גמר ליגת האלופות 2012 שנערך באצטדיון הביתי של באיירן מינכן, אליאנץ ארנה, הפסידו בואטנג ובאיירן מינכן לצ'לסי, לאחר 1-1 בתום 120 דקות והפסד בפנדלים. גם במשחק זה שיחק בואטנג את מלוא הדקות.