Jabarkan Musim 2011–2012 dari Thomas Müller

Pada pertandingan pertama di DFB-Pokal Müller terpilih sebagai pemain terbaik setelah dua tendangan penalti dikonversi menjadi gol oleh Mario Gómez dan Bastian Schweinsteiger, Müller kemudian menambahkan gol ketiga di babak pamungkas untuk mengamankan kemenangan 3–0 atas Eintracht Braunschweig. Perlu lima pertandingan bagi Müller untuk mencetak gol pertama di Bundesliga musim ini; ke gawang Schalke 04 dalam kemenangan 2–0 bagi Bayern. Müller kemudian mencetak gol dalam pertandingan kandang berikutnya sepanjang babak pertama pertandingan, yang berakhir dengan kemenangan 3–0. Pada 26 November 2011, Müller mencetak gol pembuka di paruh awal pertandingan yang berakhir kemenangan Bayern 6–0 atas FC Ingolstadt, memberikannya gol kedua dalam DFB-Pokal. Müller masuk ke dalam daftar kandidat peraih penghargaan FIFA Ballon d'Or tahun ini.

Pada 10 dan 15 Januari 2012, dalam pertandingan persahabatan yang dilakoni oleh Bayern, Müller mencetak tiga gol dalam dua pertandingan, dua di antaranya dalam pertandingan melawan tim nasional India (yang berakhir dengan kemenangan 4–0 bagi Bayern) dan satu gol dalam kemenangan berikutnya dengan skor 4–0 atas Rot-Weiß Erfurt. Müller memberikan dua assist dalam kemenangan Bayern atas VfB Stuttgart dalam DFB-Pokal. Pada 11 Februari, Bayern menghadapi 1. FC Kaiserslautern dan Müller mengakhiri masa tanpa gol yang berlangsung sejak 24 September 2011 melalui sundulan kepala dalam kemenangan 2–0. Pada 31 Maret, Müller memainkan pertandingan keseratusnya di Bundesliga saat menghadapi 1. FC Nürnberg. Pada 19 Mei, Müller mencetak gol pembuka dalam pertandingan final Liga Champions melawan Chelsea melalui sundulan kuat. Dia digantikan beberapa saat setelahnya. Akan tetapi, Bayern München kalah dalam pertandingan final melalui adu penalti. Müller menyatakan ketidakpuasannya atas waktu yang terbuang saat duduk di bangku cadangan. Müller berkata bahwa meski dia tidak puas dia ingin bertahan di Bayern. Di sepanjang musim, Müller mencetak tujuh gol dalam 34 pertandingan liga, dua gol dalam lima pertandingan Piala Jerman, dan dua gol dalam 14 pertandingan Liga Champions.