18. syyskuuta 2020 Müller teki kauden ensimmäisen maalinsa ja antoi yhden avun Schalke 04:n 8:0 voitossa. Myöhemmin hän onnistui voittamaan UEFA: n Super Cupin.
Hänestä tuli Saksan historian palkittu pelaaja, rikkomalla entisen Bayern-joukkuetoverinsa Bastian Schweinsteigerin ennätyksen, jonka mukaan hän voitti 26 palkintoa. 11. helmikuuta 2021 hän testattiin positiivisesti COVID-19: lle ja meni karanteeniin; näin ollen hän ei voinut pelata FIFA Club World Cup -finaalissa 2020.