بدأ توماس مولر ممارسة كرة القدم في سن الرابعة في قريته باهل بالقرب من ميونيخ. وقد أظهر قدراته الاستثنائية هناك في وقت مبكر. عندما كان في التاسعة من عمره، سجل 120 هدفا في موسم واحد، مما جذب اهتمام نادي بايرن ميونخ.

مر مولر بكل فرق الشباب في نادي بايرن ميونخ، وكان دائما واحدا من أنجح الهدافين. لقد لعب في فريق الشباب مع محترفي بايرن ميونيخ مثل توني كروس، وهولغر بادشتوبر، ودييغو كونتينتو.

في اليوم الأول من موسم 2008/2009، تم السماح لمولر باللعب مع بايرن في الدوري الألماني لأول مرة. في المباراة ضد هامبورغ، قام مدرب بايرن آنذاك يورغن كلينسمان بإدخاله مكان ميروسلاف كلوزه قبل عشر دقائق من نهاية المباراة.

بعد أشهر قليلة، تم إشراك مولر في مباريات دوري أبطال أوروبا لأول مرة. وفي مارس/آذار 2009، دخل بديلا في مباراة الإياب من دور الستة عشر ضد سبورتينغ لشبونة، وسجل الهدف الأول بعد بضع دقائق فقط لتصبح النتيجة 7-1.

تحت قيادة لويس فان خال، أصبح مولر أخيرا لاعبا أساسيا في تشكيلة بايرن ميونيخ. كان الهولندي ذو البنية القوية مدربا لبايرن ميونيخ من يوليو/ تموز 2009 إلى أبريل/ نيسان 2011، وقام بتثبيت مولر ولاعبين شباب آخرين في تشكيلة الفريق. فان خال قال في إجابة على سؤال أحد الصحفيين بخصوص مولر: "مولر سيلعب دائما". هذه الجملة لخصت الثقة والتقدير التي يكنهما المدرب الهولندي لمهاجمه مولر.

احتفل مولر بأهم لقب في بداية مسيرته مع نادي بايرن ميونخ في عام 2013. ففي مواجهة بوروسيا دورتموند، فاز فريق ميونيخ بلقب دوري أبطال أوروبا الذي طال انتظاره، مدة 12 عاما. وبعد مرور عام واحد، حاز مع منتخب بلاده لقب كأس العالم، أي أنه في سن 24 عاما فقط، كان قد فاز بكل الألقاب.

يرى مولر نفسه، لاعبا غير ماهر في التعامل مع الكرة ولا يتقن المراوغة، وأنه ليس رياضيا استثنائيا من حيث البنية الجسمانية بساقيه النحيفتين مثلا. لكنه يعتقد أن لديه إحساسا لا مثيل له بالمكان الذي يجب أن يقف فيه أو الخطوط التي يتحرك فيها ليكون خطيرا وينهي المباراة سواء بأهدافه أو تمريراته الحاسمة. وقد أكسبته هذه القدرة سمعة قوية.

يعتبر توماس مولر كثير الحديث في "العائلة البافارية"، يتحدث مع زملائه على أرض الملعب و خارجه، أثناء التدريب أو في غرفة تبديل الملابس. يوجه مولر، ويعلق، ويشجع، ويشتكي، إنه لا يأخذ استراحة أبدا. ولذلك أطلق عليه مدرب ومساعد المدرب هيرمان غيرلاند، لقب "راديو مولر".

احتفل مولر بـ33 لقبا، 32 منها مع نادي بايرن ميونخ. فاز بلقب بطل ألمانيا اثنتي عشرة مرة وفاز بكأس ألمانيا ست مرات. فاز مع ميونيخ بدوري أبطال أوروبا وكأس العالم للأندية مرتين. كما حصل على العديد من كؤوس السوبر. من حيث عدد الألقاب التي فاز بها، يعد مولر ثاني أنجح لاعب كرة قدم ألماني بعد توني كروس الحاصل على 34 لقبا.

لا أحد يلعب لفريق بايرن ميونخ بقدر ما يفعل مولر. في المجمل، ارتدى مولر قميص بايرن في 742 مباراة تنافسية إلى غاية 2 أبريل/ نيسان 2025). في سبتمبر/ أيلول 2024، حل مولر محل سيب ماير (709) كأكثر لاعب حمل قميص النادي في تاريخ ميونيخ، وقد كان ماير أسطورة حراسة المرمى أيضا محترفًا في بايرن لمدة 17 عاما، أي منذ 1962 إلى غاية 1979.

لمولر مصدر دخل ثان، يدير هو وزوجته ليزا، وهي فارسة، مزرعة لتربية الخيول خارج ميونيخ. فاز كريستيان كوكوك بالميدالية الذهبية في مسابقة قفز الحواجز في باريس عام 2024، وذلك بفضل ركوبه الحصان "تشيكر" الذي يمتلك مولر 50% من ملكيته.

أنهى العديد من زملاء مولر القدامى في بايرن، مثل باستيان شفاينشتايغر وفيليب لام، مسيرتهما الكروية منذ فترة طويلة. بينما لا يزال حارس المرمى مانويل نوير رفقة مولر في الفريق. وقد احتل كلاهما مكانة قيمة في قائمة اللاعبين الأكثر مشاركة في الدوري الألماني ودوري أبطال أوروبا على مر التاريخ.

لم يعد مولر يشارك في التشكيلة الأساسية لبايرن ميونيخ بنفس القدر الذي يشارك به القائد نوير هذا الموسم. إما أنه لا يلعب على الإطلاق أو أنه يلعب فقط لبضع دقائق قبل نهاية المباراة. لا يبدو اللاعب البالغ من العمر 35 عاما سعيدا في دوره الجديد.

برر بايرن ميونخ الانفصال الوشيك عن توماس مولر بالتخطيط لتشكيلة الفريق. وأوضح المديرماكس إيبرل القرار قائلا إنهم يريدون التركيز على المستقبل. وقال بايرن ميونخ إن مولر سيخوض آخر مبارياته التنافسية مع الفريق في كأس العالم للأندية بالولايات المتحدة هذا الصيف. وسوف تكون هناك أيضا مباراة وداع خاصة له.

كتب مولر في رسالة إلى جماهيره "قرر النادي عدم التفاوض معي على عقد جديد للموسم المقبل. حتى لو لم يتوافق هذا مع رغباتي الشخصية، فمن المهم أن يلتزم النادي بقناعاته". ولم يكشف لاعب كرة القدم المحترف، حتى الآن، عما إذا كان سيواصل مسيرته في ناد آخر.