18. septembril 2020 tegi Müller oma esimese hooaja värava ja andis ühe assist'i Schalke 04-le 8:0 võitmisel. Hiljem õnnestus tal võita UEFA Superkupi.
Ja DFL-Supercup, mis oli tema 27. trofee tema klubi karjääris; seega sai temast Saksa ajaloo kõige autasustatud mängija, purustades eelmise rekordi 26 trofeed, mille võitis tema endine Bayerni meeskonnakaaslane Bastian Schweinsteiger. 11. veebruaril 2021 oli ta COVID-19-positiivne ja läks karantiini; seega ei saanud ta mängida 2020. aasta FIFA klubi maailmameistrivõistluse finaalis.