De sociaaldemocratische SPD droeg in oktober Müller voor als opvolger van zijn partijgenoot Klaus Wowereit, die sinds 2001 de eerste burger van de Duitse hoofdstad was en het afgelopen najaar zijn aftreden aankondigde. De SPD voert de meerderheidscoalitie in Berlijn aan. Onmiddellijk na zijn verkiezing legde Müller de eed af.

Müller, die van beroep drukker is, was sinds 1 december 2011 senator (vergelijkbaar met een wethouder) voor stadsontwikkeling en milieu in de hoofdstad. Een van de belangrijkste problemen waarmee hij te maken krijgt, is het debacle met de nieuwe luchthaven Berlijn-Brandenburg. Het vliegveld had al drie jaar open moeten zijn, maar wordt op zijn vroegst na de herfst van 2016 in bedrijf genomen. Bovendien kost de bouw dubbel zoveel als geraamd.