Jabarkan Musim 2010–2011 dari Thomas Müller

Müller kembali dari rehat pasca-Piala Dunia untuk kembali menandatangani perpanjangan kontrak, kali ini dia bertahan di Bayern hingga tahun 2015. Bersama semua pemain Bayern yang berpartisipasi di Piala Dunia, dia melewatkan banyak pertandingan pra-musim, dan pertandingan pertama yang dia ikuti adalah pertandingan DFL-Supercup melawan Schalke 04 pada tanggal 7 Agustus. Dia masuk ke dalam lini utama, dan mencetak gol pembuka dalam kemenangan 2–0. Dua pekan kemudian dia mencetak gol pembuka musim untuk Bayern dalam kemenangan kandang 2–1 atas VfL Wolfsburg. Müller bermain di setiap pertandingan di paruh awal musim dan biasanya bermain sebagai pemain lini utama, tetapi saat tim berjuang untuk memeroleh hasil yang terbaik, Müller tidak mampu mencapai perolehan gol pada musim sebelumnya, dicadangkan, dan bahkan menerima cacian dari Louis van Gaal setelah kehilangan peluang mudah dalam kekalahan 2–0 dari 1. FC Kaiserslautern pada bulan Agustus. Namun, dia tetap filosofis mengenai keadaannya, dan setelah delapan pertandingan liga tanpa gol, dia mencetak gol dalam kemenangan 4–1 atas Eintracht Frankfurt pada 27 November; Dia melanjutkannya dengan mencetak gol dalam pertandingan Bundesliga dan DFB-Pokal melawan VfB Stuttgart tiga pekan kemudian. Gol tersebut menambah jumlah gol yang dicetaknya menjadi delapan gol di semua kompetisi, termasuk gol spektakuler yang memulai penambahan skor pada kemenangan dalam pertandingan Liga Champions melawan A.S. Roma pada 15 September.

Saat tim sedang menikmati jeda musim dingin, Müller merenungkan hal yang dia bayangkan sebagai "tahun pertama yang hampir luar biasa sebagai seorang pemain profesional." Müller memulai paruh kedua musim dengan baik, tetapi terlibat pertengkaran dengan rekan setim Arjen Robben, yang kesal saat Müller memperlihatkan ketidakpuasannya pada tendangan bebas yang dimanfaatkan Robben dengan buruk saat pertandingan yang berakhir kemenangan 3–1 atas Werder Bremen. Müller kembali bermain di setiap pertandingan di sepanjang musim dan mencetak 19 gol (12 di antaranya pada liga domestik), tetapi musim ini berakhir dengan kurang sukses bagi Bayern, yang mengakhiri musim di posisi ketiga, tersingkir di babak semi-final DFB-Pokal oleh Schalke 04, serta dalam pertandingan babak 16 besar Liga Champions UEFA melawan Inter Milan; Bayern menang 1–0 di San Siro, dan Müller mencetak gol di leg kedua untuk memperlebar skor agregat 3–1, tetapi Inter mengimbangkan skor menjadi 3–3 pada menit ke-88 sehingga lolos berkat peraturan gol tandang. Louis van Gaal semakin dikritik karena kekakuannya dalam kebijakan taktis, transfer, dan pemilihan pemain; sehingga dia kehilangan pekerjaannya dan digantikan oleh Jupp Heynckes.