Als kapitein van Schotland won Muirhead het Europees kampioenschap van 2011.
in Moskou, het Wereldkampioenschap 2013 in Riga en het Europees Kampioenschap 2017 in St. Gallen. Ze is ook viervoudig wereldkampioen junior (2007, 2008, 2009 en 2011). Ze was drie keer Olympisch kampioen en vertegenwoordigde Groot-Brittannië op de Olympische Winterspelen in Vancouver 2010, Sochi 2014 en Pyeongchang 2018. In Sotsji werd ze de jongste skip ooit, man of vrouw, die een Olympische medaille won. Ze komt uit de Dunkeld Curling Club in Pitlochry.