穆勒的新赛季始于2016年8月14日的2016年德国超级杯，他在比赛中射入1球并帮助拜仁以2比1战胜普鲁士多特蒙德。在联赛中，穆勒曾遭遇长达999分钟的进球荒，直至第14轮主场对阵沃尔夫斯堡的比赛中于第76分钟才射入首球。