En los , Müller recibió la medalla de bronce. Fue nuevamente campeona mundial en la Copa Mundial de Fútbol 2007, donde jugó cuatro partidos, todos como suplente. Convirtió el tercer gol de Alemania en la semifinal contra Noruega. Müller ganó la Eurocopa por segunda vez con Alemania en 2009, y fue convocada para el plantel del Mundial 2011.