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。这位球员很快成为多特蒙德的关键球员，在欧洲冠军联赛和德甲联赛中共出场19次，打进4球并提供5次助攻。他的表现帮助了多特蒙德从死亡之组中脱颖而出，并在2014年的德国超级杯中以2-0击败拜仁慕尼黑，赢得了冠军头衔。
在接下来的赛季里，姆希塔良继续保持着稳定的状态。在整个2015-16赛季中，他代表多特蒙德出场51次，打入23个进球并有32次助攻，其中包括11个进球和15次助攻在德甲联赛中。他因此被授予了最佳助攻手的称号。
然而，在2016年7月6日，他决定离开多特蒙德，加盟了英超俱乐部曼彻斯特联。在那里，他表示自己非常自豪能够加入这家拥有辉煌历史的俱乐部，并希望成为它历史的一部分。随后，在对阵莱斯特城比赛中的个人秀进球，被评为曼联3月份最美妙的一个目标，这也是他连续第三个月获得这一荣誉。
不久之后，在2018年1月23日，他又一次改变了自己的位置，从曼聯转投阿森纳足球俱乐部。在那里，他收获了亚美尼亚足球先生奖项，这是他第八次获得这个殊荣。此外，他还两度当选为阿森纳三月份最佳球员。
最后，在2020年1月5日，当罗马对阵都灵时，因为与对手索亚希洛•梅特的一次拼抢导致左大腿股直肌受伤而不得不暂时挂掉靴子。
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