2013年7月，多特蒙德足球俱乐部与姆希塔良签订了合同，并支付了2500万欧元的转会费。加入德甲后，姆希塔良迅速成为了多特蒙德的主力前腰，在欧冠和德甲比赛中出场19次，打进4球并提供5次助攻，这些贡献帮助“大黄蜂”从死亡之组中成功晋级。2014年8月14日，在对阵拜仁慕尼黑的德国超级杯比赛中，姆希塔良帮助多特蒙德以2-0击败对手，赢得了2014年的德国超级杯冠军，这也是多特蒙德在这个赛事上的连续两次夺冠。2015-16赛季，姆希塔良继续保持稳定的状态。在整个赛季里，他代表多特蒙德出场51次，为队伍打入23球并传递32个助攻，其中在 德甲联赛中他打入11球并提供15次助攻，因此被授予为当届最有价值的助攻球员。
2016年7月6日，曼彻斯特联宣布他们已经从多特蒙德签下了姆希塔良。他表示：“非常自豪能加入曼联，对我来说，这就是梦想成真。我很高兴能够加入一家历史悠久、辉煌成绩的俱乐部，我希望成为它历史的一部分。我要感谢俱乐部和穆里尼奥给我信任。” 在曼联期间，他曾三度获得最佳进球奖项，其中包括一次是在对阵莱斯特城时取得个人秀进球。
在2018年1月23日之前，姆希塔良一直是曼联的一员，但随后他转投阿森纳足球俱乐部。在那里，他于3月23日获得了亚美尼亚足球先生这一荣誉。这是他第八次获此殊荣，也是他的第七个连续年度获奖。此外，他还被选为阿森纳三月份最佳球员，是他的第二个连续获得这一荣誉的月份。
然而，不幸的是，在2020年1月5日意甲第18轮罗马对阵都灵的比赛中，当时与对手索亚希洛•梅特发生冲突后受伤，其左大腿股直肌受到了损伤。
