Dès le déclenchement de la guerre, le , le général Müller est affecté au quartier général du chef d’état-major de l’armée de terre, le "Generaloberst" Franz Halder. Le poste, qu’il occupe alors, n'existe pas en temps de paix. En tant que "Generalquartiermeister", officier général d'état-major, Eugen Müller dirige trois bureaux, les bureaux Qu 2, Z et III, chargés des questions juridiques et pénales relatives aux zones occupées en Europe. Eugen Müller était par conséquent responsable de l’application des peines prononcées par la Cour martiale. Avant l’attaque contre l’Union soviétique, Eugen Müller a joué un rôle de premier plan dans la formation des officiers d’État-major chargés de faire appliquer le droit militaire dans les territoires occupés. Le , Müller est promu "Generalleutnant", général de division. Dès le , il précise dans une directive adressée aux commandants des groupes armées Nord, Centre et Sud que l'arrestation d’otages civils pour maintenir l’ordre dans les zones occupés n’est pas nécessaire. Le , Eugen Müller est promu "General der Artillerie", général de corps d’armée dans l'artillerie. Il resta à l’état-major, au même poste, jusqu’à la fin de la guerre.