在2013年7月，多特蒙德足球俱乐部与姆希塔良签订了一份价值2500万欧元的转会合同。姆希塔良迅速成为多特蒙德队伍的核心球员，在欧冠和德甲比赛中共出场19次，攻入4球并提供5次助攻，这些贡献帮助了“大黄蜂”从死亡之组中脱颖而出。在2014年8月14日的德国超级杯中，姆希塔良帮助多特蒙德以2-0战胜拜仁慕尼黑，赢得了该赛季的冠军头衔。2015-16赛季，他继续保持着稳定的表现，在整个赛季内代表多特蒙德参加各种比赛共计51次，并打进23个进球和32次助攻，其中在 德甲联赛中取得11个进球和15次助攻，使他获得了那年的最佳助攻奖。
随后于2016年7月6日，曼彻斯特联宣布他们已成功签下姆希塔良。他加入曼联后表示：“非常荣幸能加入曼联，对我来说，这就是梦想成真。我非常高兴能够加入一家有着辉煌历史的俱乐部，我希望成为它历史的一部分。我要感谢俱乐部和穆里尼奥对我的信任。” 在他的首个完整赛季结束时，他被评为三月最美妙的一个进球，并且连续三个月获得这一荣誉。
然而在2018年1月23日，他离开曼联加盟阿森纳足球俱乐部。在那里，他不仅获得了亚美尼亚足球先生，还当选为阿森纳三月最佳球员。这是他连续第二个月获得这一荣誉。在2020年1月5日意甲第18轮罗马对阵都灵的比赛中，由于左大腿股直肌受伤，而结束了他的租借期限，加盟罗马足球俱乐部之后，其职业生涯也经历了一段艰难时期。
