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。随后，他迅速成为球队的核心人物，在欧冠和德甲比赛中共出场19次，贡献了4个进球和5次助攻，帮助球队从死亡之组中脱颖而出。在2014年的德国超级杯中，他以2-0的比分击败拜仁慕尼黑，为多特蒙德赢得了冠军头衔，并实现了俱乐部在这项赛事上的连续两次夺冠。
在2015-16赛季，姆希塔良继续保持着稳定的表现。他在整个赛季内为多特蒙德出场51次，打入23个进球并提供32次助攻，其中在德甲联赛中有11个进球和15次助攻，使他获得了该赛季的最佳助攻奖。
到了2016年7月6日，曼彻斯特联宣布他们已经签下了姆希塔良。加入曼联后，他表示自己非常荣幸能够加入这个拥有辉煌历史的俱乐部，并希望能成为其历史的一部分。在曼联期间，他曾被评为三月份最美妙的一粒进球，这是他第三个连续月份获得这一荣誉。
然而，在2018年1月23日，姆希塔良又一次改变他的征途，此时他转投阿森纳足球俱乐部。在那里，他不仅获得了亚美尼亚足球先生称号，还连续第二个月当选为队内最佳球员。此外，在2020年的意甲第18轮比赛中，由于左大腿股直肌受伤事件，这位传奇中的天才型运动员不得不暂时离开战场。
