Müller inició la temporada 2012-13 anotando el segundo gol de su equipo en la victoria 2-1 por la Supercopa Alemana el 12 de agosto de 2012, eventualmente dándole el título al Bayern de Múnich. En su primer partido por la temporada regular de la Bundesliga, el 25 de agosto de 2012, volvió a anotar en la victoria 3-0 ante el recientemente ascendido Greuther Fürth. Luego, el 18 de septiembre del mismo año, en un partido contra el Schalke 04, marcó un gol en el minuto 75, siendo este su primer gol en la temporada.
