2006an, Armin Emrich entrenatzaile nagusiak Europako Txapelketarako 24 gizoneko selekzio zabalagoan aukeratu zuen, baina azkenean bidaia taldetik kanpo utzi zuten. Müllerrek nazioarteko debuta egin zuen 2007ko urriaren 18an Japoniaren aurka. 2007ko Munduko Txapelketan parte hartu zuen Alemaniako selekzioan.
Txapelketan sei partidu jokatu zituen, bi gol sartu eta brontzezko domina irabazi zuen. Urtebete geroago, Müllerrek 2008ko Europako Txapelketan ez parte hartzea erabaki zuen, hiru urteko epe luze eta nekagarriaren ondoren atseden bat behar zuelako.