1942年5月にプラハで直接の上司であるハイドリヒが暗殺された件を捜査し、暗殺者の追及に成功したが、カナリスの陰謀を訴訟に持ちこむことをヒムラーに阻止されるなど、ナチス政権における彼の権限はこのころからやや縮小されつつあった。形勢を立て直すため、ヒムラーのライバルであるマルティン・ボルマンと提携しはじめたらしい。1944年7月20日のヒトラー暗殺未遂後に、ミュラーは陰謀者の摘発と逮捕を担当した。この時カナリスを含めて5,000人を超える人々が逮捕され、約200人が処刑された。戦争の最終段階であった1944年12月、ミュラーはまだドイツの勝利を確信し、ナチス指導者の一人にアルデンヌ攻勢がパリの奪回をもたらすと語っていたという。1945年4月ソ連の赤軍がベルリンを攻撃していたときに、ミュラーは市中心の総統司令部（総統地下壕）でヒトラーを囲んでいた忠臣の一人である。ヒムラーがヒトラーに無断で西側連合国と和議を進めようとした際に、ヒトラーがミュラーに与えた命令はヒムラーの連絡将校であり、愛人エヴァ・ブラウンの義弟でもあるヘルマン・フェーゲラインの逮捕と処刑であった。