L'11 luglio 2017 viene ufficializzato il suo trasferimento in prestito biennale al Bayern Monaco. La formula prevede un prestito oneroso di 5 milioni di euro all'anno, con riscatto non obbligatorio fissato a 35 milioni. Il colombiano ritrova così l'allenatore italiano Carlo Ancelotti, che già lo aveva allenato nel 2014-2015, ai tempi del Real Madrid. L'esperienza tedesca incrementa il suo palmarès personale di cinque titoli: entrambi i campionati tedeschi (2017-2018 e 2018-2019), altrettante Supercoppe di Germania (2017 e 2018) e una Coppa di Germania (2018-2019).